第7・8・9回 バイオフォーラム2011

 最先端の生命科学研究に触れてみませんか

第7回

Genetic and molecular approaches to the evolution of self- fertility in Caenorhabditis

The nematode Caenorhabditis elegans is a widely studied research model, yet its self-fertile hermaphrodite sex evolved recently from a female like that possessed by most of its closest relatives. Selfing profoundly changes the worm’s ecology, population genetics, and genome, but involves adaptation in a single tissue?the germ line. Selfing evolved at least twice in Caenorhabditis, and three gonochoristic Caenorhabditis genomes have now been sequenced. This allows investigation of the developmental mechanisms that enabled females to evolve limited spermatogenesis, and whether they are similar in convergent hermaphrodites. I will outline studies that touch on both of these comparative axes. They apply mutational and hybrid genetics, comparative genomics, molecular biology, and tools for manipulating gene function first developed in C. elegans. From these studies, several conclusions can be drawn:
First, though C. elegans and the independently evolved hermaphrodite C. briggsae share an outwardly similar form of hermaphrodite germline development, the genes that regulate XX spermatogenesis are used differently, in some cases in exactly opposite ways. This suggests that considerable genetic flexibility exists in how the adaptation can be attained.
Second, nematode hermaphroditism appears to evolve primarily by modulation of translational control networks. mRNA-binding proteins are often highly conserved, yet even those that are interchangeable between C. elegans and C. briggsae can be employed to different ends in these species. Both species-specific cofactor proteins and novel cis-mRNA elements contribute to the context that determines the role of a translational regulator in a given species. The important role for translational control contrasts with the dominance of transcriptional regulation typical of other well studied evo-devo systems.
Third, a newly discovered gonochoristic Caenorhabditis species permits hybrid genetics to be used to scrutinize the female-hermaphrodite distinction. Surprisingly, crosses with C. briggsae reveal that hermaphroditism is a recessive trait, which poses a number of questions about how selfing could evolve. Further, the hybrid system reveals substantial (and often asymmetrical) genomic incompatibilities, enabling the study of “speciation genes” in Caenorhabditis.
This work has been supported by award 5R01GM079414 from the NIH

講師

メリーランド大学 生物学部
Eric S. Haag 准教授


日時 2011年12月19日(月)
開場 13:00〜
開演 13:30〜(講演時間:60分)
場所 京都産業大学総合生命科学部15号館
15102セミナー室
交通 ※キャンパス内に駐車場はありません。公共交通機関をご利用ください。
交通アクセス
備考 英語講演(通訳無し)・事前申込不要・入場無料・一般の方の参加歓迎
主催 京都産業大学 総合生命科学部

第8回

〔1〕創薬ターゲット膜タンパク質の構造解析

 蛋白質の構造解析の技術は 近年急速に発展を遂げ、PDBには70,000以上の座標がおさめられています。ところが、そのほとんどは可溶性蛋白質のものであり、膜蛋白質は300種類程度しか含まれておらず、ほ乳類由来の膜蛋白質に関しては20個程度しか構造が解かれていません。ヒト蛋白質の30%が膜蛋白質であり、市販の医薬の50%以上が膜蛋白質を標的にしていることを考えると、ヒト膜蛋白質構造解析技術の確立が医療、創薬研究において急務であることは明らかです。
 ヒト膜蛋白質の構造解析が進んでいない理由としては(1)その発現、大量精製が困難なこと(2)水溶性でないため結晶化が難しいこと、(3)結晶性が悪いため、良好なX線データを得られないことが挙げられます。我々の研究室ではこれらの問題を解決するために、各種の技術開発を行い、膜蛋白質構造解析のパイプラインを構築することを試みています。講演ではこのうち最近解かれたヒスタミンH1受容体の構造を中心に、創薬ターゲット膜蛋白質の構造解析について焦点を当てて話をします。

講師

京都大学大学院 医学研究科 分子細胞情報学
岩田 想 教授

〔2〕コレステロール排出ポンプ ABCA1 −作用と制御のメカニズム

 ATP依存トランスポーターファミリーの一つであるABCタンパク質は、約50種がヒトの身体で機能しています。それらの機能異常は、高脂血症、痛風、のう胞性繊維症、糖尿病、神経変性疾患、老人性の失明の原因となる黄斑部変性症、呼吸窮迫症、皮膚疾患、弾性繊維失調症、免疫異常、胆汁うっ滞などさまざまな疾病を引き起こします。これらのことは、ABCタンパク質が私たちの体の環境への適応、生理活性脂質の分泌や、糖、脂質などの体内恒常性維持に重要な役割を果たしていることを示しています。しかし、基質の多くが脂溶性物質であり、実際に何を輸送し、なぜそのABCタンパク質の異常によって疾病が引き起こされるのか不明なものが多く残されています。また、ABCタンパク質の多くは転写制御だけでなく複雑な翻訳後制御を受けており、その詳細はいまだ明らかではありません。私たちは、生理的に重要なABCタンパク質それぞれを、生化学的、細胞生物学的、構造生物学的などの手法を用いて総合的に解析するによって、それらの作用メカニズムを解明しようとしています。本講演では、動脈硬化の予防に重要なコレステロール排出ポンプであるABCA1を中心に、ABCタンパク質の作用と制御のメカニズムを紹介します。

講師

京都大学大学院 農学研究科応用生命科学専攻 細胞生化学研究室
植田 和光 教授

日時 2011年12月21日(水)
開場 14:00〜
開演 14:30〜(講演時間:135分)
場所 京都産業大学 神山ホール3階 第1セミナー室
交通 ※キャンパス内に駐車場はありません。公共交通機関をご利用ください。
交通アクセス
備考 事前申込不要・入場無料・一般の方の参加歓迎
主催 京都産業大学 総合生命科学部

第9回

父・母ゲノムのせめぎ合い〜被子植物のタネの大きさと生殖隔離のエピジェネティック制御〜

 植物の胚乳では、父由来と母由来のゲノムがせめぎ合うことによってタネの大きさが決まります。異なる種間や倍数体間の交雑では、せめぎ合いの仕組みを利用した生殖隔離機構が存在し、ゲノムインプリンティングを含むエピジェネティックな制御機構はその分子機構のもっともらしい候補の一つです。我々は、イネとシロイヌナズナを材料として、父・母ゲノムにせめぎ合いをおこす分子機構の解明を進めています。
 イネ属を用いた解析では、栽培イネと野生イネの種間交雑をモデルとして、胚乳における父・母ゲノムのせめぎ合いによる胚乳サイズ決定と生殖隔離機構の解明を目指しています。最近得られた知見から、インプリントされた構成因子を含むポリコーム複合体が介在する作業仮説を考えている(Plant J. 2011, 65:798-806)。また、シロイヌナズナを用いた解析からは、せめぎ合いの主たる原因と考えられるゲノムインプリンティング制御に重要なDNA脱メチル化の分子機構の解明を目指しており、最近FACTヒストンシャペロンの構成因子の一つSSRP1がDNA脱メチル化やゲノムインプリンティングの確立に必要であるという知見を得ています(Dev. Cell 2011, 21:589-96)。本セミナーでは、このような父・母ゲノムのせめぎ合いを包括的に理解するための取り組みを紹介します。

講師

奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科
木下 哲 特任准教授

日時 2011年12月23日(金)
開場 13:00〜
開演 13:30〜(講演時間:60分)
場所 京都産業大学 図書館1階 図書館ホール
交通 ※キャンパス内に駐車場はありません。公共交通機関をご利用ください。
交通アクセス
備考 事前申込不要・入場無料・一般の方の参加歓迎
主催 京都産業大学 総合生命科学部

問い合わせ

京都市北区上賀茂本山
京都産業大学総合生命科学部事務室
Tel.075-705-1466

 
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