【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】15K07041 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

Greatwall / Gwl / M期 / 染色体 / ゲノム / タンパク質 / 生理活性 / 生体分子 / 蛋白質

【研究成果の概要】

細胞分裂周期のM期は複数のM期キナーゼにより制御されている。その中のひとつであるGreatwall（Gwl）キナーゼは、生存に必須であり、M期の開始と進行を制御する。M期開始は、Arpp19/Ensaを標的としてリン酸化し、これがB55型PP2Aフォスファターゼ活性を抑制することで制御する。しかしM期進行の制御については、リン酸化の標的など制御機構は不明である。本研究では、代表者等がこれまでに見いだした15個の基質候補のうち、染色体と相互作用が示唆される一つに着目して解析を行い、これがGwlの新規基質であり、M期進行時に染色体分離を制御する可能性を示した。

【研究の社会的意義】

Gwlによる細胞周期のM期開始制御は解析が進んでいたが、GwlによるM期進行制御は不明であった。本研究の学術的意義は、M期進行を制御する基質候補を初めて見いだした点である。細胞内での役割の詳細はさらなる解析が必要であるが、染色体と相互作用する因子を直接リン酸化し、これが染色体分離制御に関わることが示唆された。Gwlのヒト相同遺伝子はMASTLと呼ばれ、この遺伝子がないと致死であり、点変異により血小板が減少する臨床的知見がある。また染色体分離異常は、染色体数の異常やがん化の原因となる。社会的意義として、こうした異常を引き起こすメカニズムの基礎的な知見が得られたと言える。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)

【研究分野】膠原病・アレルギー内科学

【研究領域課題番号】23229007 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ゲノム / 内科 / 免疫学 / 組織・細胞 / 生体分子 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

本研究では関節リウマチ（RA）患者のリンパ球について、主に(1)制御性T細胞（Treg）(2)遺伝子多型(3)自己抗原特異的CD4陽性T細胞に焦点を当てて解析した。(1)マウスにおいてTGF-beta3を産生し液性免疫応答を抑制するLAG3陽性Tregを同定し、さらにヒトLAG3陽性Tregが活動性RAで減少していることを示した。(2) 健常人約100名のリンパ球サブセットで発現遺伝子と遺伝子多型を解析し、遺伝子多型から遺伝子発現量を推定する手法を開発した。(3) RAの自己抗原BiPからエフェクターと制御性のCD4陽性T細胞が認識するエピトープを別個に同定した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31

【配分額】214,760千円 (直接経費: 165,200千円、間接経費: 49,560千円)

【研究分野】応用微生物学

【研究領域課題番号】22580097 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

きのこ / 光受容体 / 形態変化 / シイタケ / 子実体形成 / 光応答 / バイオインフォマティクス / 遺伝子発現 / 次世代型DNAシーケンサー / 遺伝子 / ゲノム / 応用微生物 / シグナル伝達 / 生体分子 / 農林水産物 / 発生・分化 / 子実体

【研究成果の概要】

きのこの子実体形成には光が必要である。シイタケの光受容体遺伝子 Le.cry は、担子菌初のクリプトクロム型光受容体をコードしていた。その産物Le.CRY の解析 の結果、青色光領域を吸収し子実体形成に関わることが示唆された。プロテオーム解析の結果、 リン酸化や糖鎖付加などの翻訳後修飾を介して、子実体形成に関わる代謝経路やシグナル伝達 経路が存在することが分かった。トランスクリプトーム解析の結果、光応答遺伝子群を網羅・ 同定した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】生体関連化学

【研究領域課題番号】19350087 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

酵素化学 / 核酸 / 酵素 / 生体分子 / ゲノム / 進化

【研究成果の概要】

生命は真核生物、真正細菌、古細菌の3つに分類される。本研究では、この3つの生物界で、RNA修飾酵素の構造と機能がどう異なっているかを調べた。その結果、新たにマルチサイト特異性酵素を発見し、葉酸依存性RNAメチル化酵素のX線結晶構造解析に成功し、その触媒機構を提案し、タンパク質ノット型RNAメチル化酵素の基質RNA認識が多段階からなっていることを証明し、さらにRNA修飾ネットワークが存在することを発見した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)

【研究分野】極限環境生物学

【研究領域課題番号】17613003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

核酸 / 酵素 / 生体分子 / ゲノム / 進化 / RNA修飾 / 好熱菌 / tRNA / RNAメチル化酵素

【研究成果の概要】

本研究により、明らかとなった学術的知見は多岐にわたりますが、当初予定した三つの主要課題に照らし合わせつつ、記述すると下記のようになります。
(1)高温環境下の試験管内で、きちんと動作するRNA修飾系を組み立てる。
RNA修飾系において、RNAの構造安定化因子は(i)修飾ヌクレオシド自身(ii)RNA結合タンパク質(iii)ポリアミン(iv)塩類の4つであると思われます。細胞内における塩類濃度・組成は、ほぼ一定と予想されますので、in vitro実験系で重要な因子は、(i)〜(iii)であると思われます。
そこで、とくにポリアミンに焦点を絞り、高度好熱菌Thermus thermophilusの生産する特異的ポリアミン、カルドヘキサミンやテトラキスアミンが高温環境下でのRNA修飾に有効に作用することを見いだしました。
(2)RNAメチル化酵素の基質認識機構を生化学的に調べる。
超好熱菌Aquifex aeolicusのtRNA(m^1G37)メチル化酵素[TrmD]やtRNA(m^2_2G26)メチル化酵素[Trm1]が全く新規なRNA認識機構をもつ酵素であることや、真核生物のtRNA(m^7G46)メチル化酵素[Trm8/Trm82複合体]が真正細菌由来酵素に比較して、より厳密なRNA認識機構をもつことを見いだしました。
(3)RNAメチル化酵素の基質RNA認識がどのようなタンパク質構造によってもたらされるかを明らかにする。
TrmHに関して、保存されている塩基性アミノ酸残基に着目し、そこに変異を導入することにより、tRNAの初期結合に関する部位と触媒反応の進行に伴ってtRNAと会合する部位を明らかにすることができました。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】3,300千円 (直接経費: 3,300千円)