Studies on a novel control mechanism of cell-cell communication by protein cross-linking of multicellular filamentous fungi

多细胞丝状真菌蛋白质交联细胞间通讯的新型控制机制研究

基本信息

批准号：
21H02098
负责人：
丸山潤一
金额：
$ 11.07万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

糸状菌は、菌糸状に生育し、隔壁により仕切られた細長い細胞が連なる多細胞生物としての形態的特徴を有する。隔壁には隔壁孔と呼ばれる小さな穴があき、これを介して隣接した細胞どうしで連絡を行っている。この細胞間連絡は、動物のギャップ結合・植物の原形質連絡のような多細胞生物として共通する性質であり、真核生物でもっとも単純な構造で始原的な細胞間連絡である。本研究では、研究代表者らが大規模局在スクリーニングから見いだした、糸状菌の細胞間連絡の制御因子のなかより、タンパク質の架橋反応を担うトランスグルタミナーゼを対象として、細胞間連絡を制御する機能の解明を目指す。トランスグルタミナーゼの基質同定により、細胞間連絡制御の分子ネットワークの解明を行う。動物で血液凝固や皮膚表皮形成でのタンパク質どうしを架橋する機能が知られるトランスグルタミナーゼについて、本研究は糸状菌の細胞間連絡における制御メカニズムからの新しい生理機能を提起する。2022年度は、細胞間連絡の制御においてトランスグルタミナーゼ活性が、「トランスグルタミナーゼ様タンパク質」に依存するかを調べた。蛍光顕微鏡による酵素活性の局在解析を行った結果、トランスグルタミナーゼ活性に同タンパク質が関与することを明らかにした。さらに、研究代表者らが大規模局在スクリーニングで見いだした隔壁孔蓄積タンパク質(Mamun et al., Nat. Commun., 2023)について、その局在が「トランスグルタミナーゼ様タンパク質」に依存することがわかった。以上のことから、隔壁孔での細胞間連絡の制御において、トランスグルタミナーゼ活性による作用機序の解明につながる結果が得られた。

丝状真菌以菌丝的形式生长，具有多细胞生物的形态特征，由一系列由隔膜分隔的细长细胞组成。隔膜上有一些小孔，称为隔膜孔，相邻细胞通过这些小孔相互沟通。这种细胞间通讯是多细胞生物的共同属性，例如动物的间隙连接和植物的胞间连丝，是真核生物中最简单的结构和原始细胞间通讯。在这项研究中，我们将重点关注丝状真菌细胞间通讯的调节因子中负责蛋白质交联反应的转谷氨酰胺酶，我们的主要研究人员通过大规模本地化筛选发现了这一点。通过识别转谷氨酰胺酶的底物，我们将阐明控制细胞间通讯的分子网络。众所周知，转谷氨酰胺酶在动物体内通过血液凝固和皮肤表皮形成中的交联蛋白质发挥作用，这项研究揭示了一种基于丝状真菌细胞间通讯控制机制的新生理功能。 2022 财年，我们研究了转谷氨酰胺酶活性是否依赖于“转谷氨酰胺酶样蛋白”来调节细胞间通讯。使用荧光显微镜对酶活性进行定位分析表明，转谷氨酰胺酶活性涉及相同的蛋白质。此外，主要研究人员通过大规模定位筛选发现的隔膜孔积累蛋白（Mamun et al., Nat. Commun., 2023）的定位依赖于“转谷氨酰胺酶样蛋白”。塔。由此，获得了阐明转谷氨酰胺酶活性调节隔膜孔细胞间通讯的作用机制的结果。