核はなぜ球なのか？：細胞核形態のダイナミズムと生理機能の合目的性の探索

为什么原子核是球体？

基本信息

批准号：
21K19079
负责人：
井上善晴
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19079/
关键词：
酵母核分裂核形態 Cdc28 DNA損傷チェックポイントメチルグリオキサール

项目摘要

本研究では、解糖系の過程で生じる代謝物メチルグリオキサール（MG）により酵母の核形態がジェリービーンズのように変形するメカニズムと、核分裂阻害に関わるメカニズムを明らかにすることを目的とする。これまでの解析から、MG処理により液胞が肥大化し、核形態がジェリービーンズ型に変化するとともに核分配が阻害されることを見出している。また、液胞の融合ができないvps41やvam3欠損株ではMG処理による液胞の融合・肥大化が起こらず、ジェリービーンズ型の核形態を示さず、さらに核分裂阻害も起こらなかった。MGはDNAのグアニン残基と結合してadductを形成することが知られている。そこで、DNAダメージがシグナルとなって液胞の肥大化が起こるのかどうかを検討するため、DNAのアルキル化剤であるメタンスフホン酸メチル（MMS）で処理した際の変化を検討した。その結果、MMS処理では液胞の肥大化は起こらなかった。MG処理で核分配が阻害されることから、G2/M期で細胞周期のアレストが起こると考えられる。そこで、Cdc28のTyr19のリン酸化を検討したところ、MG処理でもMMS処理でもCdc28-Tyr19のリン酸化が起こった。また、そのリン酸化はvps41やvam3欠損株でも同様に観察された。一方、DNA損傷チェックポイントのセンサータンパク質であるMec1の欠損株におけるCdc28-Tyr19のリン酸化を検討した。その結果、MMS処理ではCdc28のTyr19のリン酸化は見られなかったのに対し、MG処理では依然としてリン酸化が観察された。このことから、MGによる液胞の肥大化とCdc28-Tyr19のリン酸化は独立して起こっており、後者はMec1に依存していないと考えられた。

本研究的目的是阐明糖酵解过程中产生的代谢物甲基乙二醛（MG）将酵母细胞核转变为果冻豆状的机制，以及抑制核裂变的机制。从我们之前的分析中，我们发现 MG 处理扩大了液泡，将核形态改变为果冻豆形状，并抑制核分配。此外，在无法融合液泡的vps41和vam3缺陷菌株中，MG处理不会引起液泡融合或扩大，也不会表现出果冻豆形核形态，也不会抑制核分裂。已知 MG 与 DNA 中的鸟嘌呤残基结合形成加合物。因此，为了检查 DNA 损伤是否作为导致液泡增大的信号，我们检查了用 DNA 烷化剂甲磺酸甲酯 (MMS) 处理时的变化。结果，MMS 处理不会导致液泡增大。由于 MG 处理抑制核分裂，因此细胞周期停滞被认为发生在 G2/M 期。因此，当我们检查Cdc28的Tyr19的磷酸化时，我们发现MG和MMS治疗中都发生了Cdc28-Tyr19的磷酸化。此外，在 vps41 和 vam3 缺陷菌株中观察到相同的磷酸化。另一方面，我们研究了缺乏 Mec1（DNA 损伤检查点的传感器蛋白）的菌株中 Cdc28-Tyr19 的磷酸化。结果，MMS处理时未观察到Cdc28的Tyr19的磷酸化，而MG处理时仍观察到磷酸化。这表明 MG 诱导的液泡增大和 Cdc28-Tyr19 磷酸化是独立发生的，后者不依赖于 Mec1。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Methylglyoxal induces multiple serine phosphorylation in insulin receptor substrate 1 via the TAK1-p38-mTORC1 signaling axis in adipocytes

甲基乙二醛通过脂肪细胞中的 TAK1-p38-mTORC1 信号轴诱导胰岛素受体底物 1 中的多重丝氨酸磷酸化

DOI：
10.1042/bcj20220271
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
4.1
作者：
Ng Su;Nomura Wataru;Takahashi Haruya;Inoue Kazuo;Kawada Teruo;Goto Tsuyoshi;Inoue Yoshiharu
通讯作者：
Inoue Yoshiharu

酵母における染色体分配阻害と核形態変化に及ぼす糖代謝関連毒物の影響

糖代谢相关毒物对酵母染色体分离抑制和核形态变化的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
井上善晴
通讯作者：
井上善晴

出芽酵母ピルビン酸デカルボキシラーゼIの機能と細胞内局在性の関連

酿酒酵母丙酮酸脱羧酶I的功能与亚细胞定位的关系

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
宇田竜成;向山佳歩;野村亘;井上善晴
通讯作者：
井上善晴

Roles of phosphatidylserine and phospholipase C in the activation of TOR complex 2 signaling in Saccharomyces cerevisiae

磷脂酰丝氨酸和磷脂酶 C 在酿酒酵母 TOR 复合物 2 信号传导激活中的作用

DOI：
10.1242/jcs.259988
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
4
作者：
Nomura Wataru;Ng Su;Takahara Terunao;Maeda Tatsuya;Kawada Teruo;Goto Tsuyoshi;Inoue Yoshiharu
通讯作者：
Inoue Yoshiharu

Saccharomyces cerevisiaeにおけるピルビン酸デカルボキシラーゼI欠損は2-デオキシグルコース感受性を高める

酿酒酵母中丙酮酸脱羧酶 I 缺乏会增加 2-脱氧葡萄糖敏感性