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多細胞生物ポリリン酸関連酵素の探索

在多细胞生物中寻找多磷酸相关酶

基本信息

批准号：
22K19316
负责人：
武田鋼二郎
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Konan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

数十から数百ものリン酸が直鎖状に重合したpolyPは、多彩な生理機能をもつ生体高分子であり、すべての生物が有する。また、近年、医学、農学、基礎生物学における、polyPの重要性が注目されている。しかしながら、多細胞生物においてはpolyP合成因子について知見が乏しいため、分子生物学的な手法でpolyP研究を進めるためには制約があった。本研究は、polyP代謝因子が理解されているモデル生物である分裂酵母を用いて、多細胞生物のpolyP合成酵素をはじめとした関連因子の発見に挑戦する。2022年度は、(1) 分裂酵母用ベクターを用いたヒトcDNAライブラリーの構築、(2) 分裂酵母スクリーニング系の改良、(3) 分裂酵母の細胞内polyPの必須性に関する研究、を実施した。(3)はスクリーニングのために、分裂酵母polyP代謝の基盤的知見をかためるうえで必要な研究である。以下はそれぞれについての概要である。(1) 目的の達成には高性能のcDNAライブラリーが必須である。当該分野のエキスパートである鈴木淳教授（京都大学）を研究分担者として、ヒト培養細胞から精製したmRNAを用いてcDNAを合成、分裂酵母用発現プラスミドをベースとしてcDNAライブラリーを作製した。比較的長いcDNAと短いcDNAに分けて作業を進め、それぞれ十分なクローンサイズ（200万と40万）のライブラリー作製に成功した。(2) 分裂酵母細胞内polyPの可視化とセルソーターを用いた解析法の向上を図った。また、大腸菌polyP合成酵素過剰発現の細胞毒性を指標とした、polyP関連因子スクリーニング系の最適化に取り組み、課題の洗い出しに成功した。(3) 分裂酵母におけるpolyP合成酵素VTC複合体と、リン酸排出因子、リン酸取り込み制御因子の三者の必須性を明らかとした研究を推進し、学術論文を完成させた。

Dozens of organic acids are locked together in a straight chain, polyP, polychrome, and biological polymers. In recent years, the importance of polyP in medicine, agriculture and basic biology has been highlighted. PolyP synthesis factors in multicellular organisms are known to be deficient in molecular biology, and polyP research is progressing in molecular biology. This study aims to understand the role of polyP metabolizers in the development of polyP synthase in multicellular organisms and in the development of polyP metabolizers in multicellular organisms. In 2022, we conducted research on (1) construction of cDNA library for use in yeast fission,(2) improvement of yeast fission system, and (3) necessity of intracellular polyP in yeast fission. (3)The knowledge of the substrate of polyP metabolism in yeast is necessary. The following is a summary of the results. (1)To achieve this goal, high performance cDNA translation is necessary. Professor Jun Suzuki (Kyoto University), a research collaborator at the Division, conducted research on the synthesis of mRNA and cDNA from cultured cells and the production of cDNA from yeast. Comparison of long cDNA and short cDNA sub-operations, and the success of the system (2)The visualization of polyP in dividing yeast cells and the development of a well-established analytical method for it. In addition, the cytotoxicity index of E. coli polyP synthase overproduction, the optimization of polyP related factors, and the development of the subject were successfully investigated. (3)The research on the three essential factors of VTC complex, acid efflux factor and acid control factor in fission yeast was carried out and academic papers were completed