ネムリユスリカの極限乾燥耐性に関わる新規ストレスタンパク質の機能解析

摇摇蚊极端干燥耐受性中涉及的新型应激蛋白的功能分析

基本信息

批准号：
12J10847
负责人：
畑中理恵
金额：
$ 2.53万
依托单位：
National Institute of Agrobiological Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J10847/
关键词：
LEAタンパク質乾燥耐性ネムリユスリカ抗凝集活性

项目摘要

本研究はネムリユスリカの極限乾燥耐性の分子機構解明を目指し、新規ストレスタンパク質「PvLEA」の網羅的な機能解析により極限乾燥耐性におけるPvLEAの生理・生化学および物理化学的役割を明らかにすることを目的とした。本年度は、ネムリユスリカで見つかった全27個のPvLea遺伝子の乾燥・再水和過程における発現解析および細胞内局在の解析を行った。ネムリユスリカ幼虫が極限的な乾燥耐性を発揮するためには、48時間かけてゆっくりと乾燥する必要がある。乾燥48時間および再水和後のPvLea遺伝子の発現変動をより詳細に（6-8時間ごとに）解析したところ、発現パターンを4つのグループに分類することができた。共通点としては、すべてのPvLea遺伝子が乾燥開始8-12時間に発現ピークをもつことが挙げられる。グループ1と2は、乾燥初期（乾燥8-12時間）に発現ピークを持ち、かつ、乾燥後期（乾燥36時間）にも発現ピークを持つ。グループ1は、乾燥初期のピークの方が乾燥後期よりも高く、グループ2は、乾燥後期のピークの方が乾燥初期よりも高いという違いがある。グループ3は、乾燥過程で発現ピークを2つ示すのみならず、再水和過程で再度遺伝子発現が見られる。グループ4は、乾燥初期に発現ピークを示し、それ以降は遺伝子発現に変化が見られない。また、PvLea遺伝子の発現場所は、主に細胞質であることが観察されたが、一部は細胞膜や小胞体で多く発現しているものも観察された。ネムリユスリカにPvLea遺伝子が27個あるが、すべて同じ発現パターンを持つわけではなく、遺伝子発現のタイミング、発現量、そして発現場所や組み合わせが多岐に渡ることが示された。本研究成果は、ネムリユスリカの乾燥応答および、乾燥耐性関連遺伝子の発現制御機構の解明に際し、新たな知見をもたらした。

本研究旨在阐明Chironomid摇蚊的极端干燥耐受性的分子机制，并通过对新型应激蛋白“PvLEA”的综合功能分析，阐明PvLEA在极端干燥耐受性中的生理、生化和理化作用。今年，我们分析了摇蚊中所有 27 个 PvLea 基因在干燥和复水过程中的表达和亚细胞定位。为了使摇蚊幼虫表现出极端的干燥耐受性，需要让它们在 48 小时内缓慢干燥。当我们在干燥和复水 48 小时后更详细地分析 PvLea 基因的表达变化（每 6-8 小时）时，我们能够将表达模式分为四组。一个共同特征是所有 PvLea 基因在干燥开始后 8-12 小时出现表达峰值。组1和组2在干燥初期(干燥8-12小时)和干燥后期(干燥36小时)具有表达峰。组1在干燥初期的峰值高于干燥后期，组2在干燥后期的峰值高于干燥初期。第3组不仅在干燥过程中显示出两个表达峰，而且在复水过程中再次观察到基因表达。第4组在干燥初期出现表达峰，此后没有观察到基因表达的变化。此外，虽然观察到PvLea基因主要在细胞质中表达，但也观察到一些基因在细胞膜和内质网中高表达。尽管摇蚊科中有27个PvLea基因，但研究表明它们并不都具有相同的表达模式，并且基因表达的时间、表达水平、表达位置和组合差异很大。该研究结果为阐明摇蚊的干燥反应及耐干燥相关基因的表达控制机制提供了新的认识。