出芽酵母全ノックアウト株の寿命測定と新規寿命遺伝子の探索

酿酒酵母所有敲除菌株的寿命测量并寻找新的寿命基因

基本信息

批准号：
21651083
负责人：
向由起夫
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21651083/
关键词：
寿命酵母老化ノックアウト株ゲノム機能

项目摘要

寿命は生物種によってほぼ一定であり、老化は遺伝的にプログラミングされている。本研究の目的は、真核モデル生物である出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeの分裂寿命を決める遺伝子を網羅的に同定することにより、真核生物の寿命制御メカニズムを解明することである。出芽酵母の分裂寿命は一つの細胞が死ぬまでに産む細胞を数えることにより決める。従来の測定法では、生育可能な約4,800株の酵母ノックアウト(KO)株の分裂寿命を測定するために多大な労力と時間を要する。そこで、増殖を指標とする分裂寿命アッセイ系を利用して、大規模かつ簡便に分裂寿命を測定することにより、寿命に関わる遺伝子を網羅的に同定することを計画した。以下のような研究成果を得た。1. 母細胞だけが増殖する分裂寿命アッセイ酵母株を構築した。2. 上のアッセイ系を151株のKO株(65個の転写因子、63個のタンパク質リン酸化酵素、23個のタンパク質脱リン酸化酵素)に導入し、増殖が顕著に悪くなる3株(sko1、not3、kin3)を同定した。従来の方法により、sko1とnot3KO株の分裂寿命が短かいことを確認した。Sko1pとNot3pは転写因子であり、これらが分裂寿命を制御することは初めての知見である。3. 本アッセイ系のKO株への導入効率を94%まで向上させた。現在、残りのKO株について増殖を測定し、分裂寿命制御遺伝子の同定作業を継続している。4. 転写因子が制御する標的遺伝子の中から分裂寿命に関わる遺伝子を探索するモデル実験を行った。転写因子Uga3pの標的遺伝子の中からGABA代謝酵素遺伝子UGA1が分裂寿命を制御することを初めて見つけた。メタボローム解析から、uga1KO株が長寿命である理由が発酵から呼吸への代謝シフトであることを明らかにした。

寿命几乎是恒定的，具体取决于物种，并且衰老是基因编程的。这项研究的目的是通过全面识别确定幼体酵母菌酿酒酵母的裂变寿命，这是一种模型真核生物体，阐明真核生物中终生调节的机制。萌芽酵母的分裂寿命是通过计算一个细胞在死亡之前产生的细胞来确定的。常规测量需要大量的精力和时间来测量约4,800个可行酵母敲除（KO）菌株的裂变寿命。因此，我们计划使用裂变寿命测定系统使用增殖作为指标，以大规模和方便的方式以大规模和方便的方式测量裂变寿命，以全面地识别与寿命相关的基因。获得了以下研究结果：1。构建有丝分裂寿命测定酵母菌菌株，其中只有母细胞增殖。 2。将上述测定系统引入151个KO菌株（65个转录因子，63个蛋白磷酸酶和23个蛋白质去磷酸酶）中，以鉴定三种菌株（SKO1，NOT 3，KIN3）显着恶化生长。常规方法证实了SKO1和NOT3KO菌株的裂变寿命很短。 SKO1P和NOT 3P是转录因子，这是这些控制有丝分裂寿命的第一个发现。 3。将该测定法引入KO菌株的效率提高到94％。目前，用于剩余的KO菌株的生长，并且鉴定有丝分裂寿命调节基因。 4。进行了一个模型实验，以搜索由转录因子控制的靶基因之间涉及有丝分裂寿命的基因。首先发现GABA代谢酶基因UGA1调节转录因子UGA3P的靶基因之间的有丝分裂寿命。代谢组分析表明，UGA1KO菌株寿命长的原因是从发酵到呼吸的代谢转移。