西村研究室

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細胞の中の、もうひとつのDNA。

西村研究室は、葉緑体とミトコンドリアのはたらきを、分子遺伝学の手法を土台にして研究しています。
葉緑体とミトコンドリアは、かつて独立した細菌が真核細胞の祖先と共生したものと考えられ、いまも独自のDNAと遺伝子発現のしくみをもっています。
そのDNAはタンパク質と結びついて核様体という構造をつくりますが、詳しい構造や制御のしくみはまだ分かっていません。
単細胞緑藻のクラミドモナスなどをモデル生物として、顕微鏡観察や遺伝学、生化学を組み合わせて調べています。

Research研究课题

西村研究室は、葉緑体とミトコンドリアがもつDNAとタンパク質の複合体「核様体」に注目しています。核様体はDNAの複製・修復・遺伝子発現・遺伝の中枢としてはたらきますが、環境や発生段階に応じて形も数も分布も大きく変わる、その動きの背後にある分子のしくみを解き明かそうとしています。

※示意图

生きた細胞で見る核様体の分裂↗

葉緑体核様体を蛍光タンパク質で標識し、マイクロ流体デバイスを使って生きた細胞のまま追跡しました。ふだんは球状に見える核様体が、葉緑体の分裂に合わせて細かく解体されて網目状の構造に変わり、分裂が終わると再び球状に戻る動きをとらえています。

※示意图

葉緑体DNAを切り分ける酵素↗

葉緑体が分裂して増えるには、葉緑体DNAが確実に分配される必要があります。核様体がひとつの葉緑体に偏ってしまう変異体を単離したところ、壊れていたのは葉緑体DNAをハサミのように正確に切り分ける酵素でした。

※示意图

母性遺伝のしくみ↗

雄も雌も葉緑体やミトコンドリアをもつのに、多くの場合は雌のものだけが子に伝わります。クラミドモナスでは接合からわずかな時間で雄由来の葉緑体DNAが分解されることが分かっており、その分解を担う遺伝子を、変異体の単離と逆遺伝学的な解析から探しています。

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