理化学研究所、名古屋大学
ウィタヤシリメティー科学技術大学院大学 岡山大学、科学技術振興機構（JST）
理化学研究所（理研）生命医科学研究センター構成的細胞生物学研究チームのツアン・トゥイ・リン特別研究員、宮﨑牧人チームディレクター（科学技術振興機構（JST）創発研究者）、名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻の成田哲博准教授、ウィタヤシリメティー科学技術大学院大学（VISTEC）生体分子理工学研究科のロビンソン・チャールズ・ロバート教授（岡山大学学術研究院先鋭研究領域（異分野基礎科学研究所）客員教授）らの国際共同研究グループは、約27億年前に誕生したと考えられるアスガルド古細菌が持つタンパク質を分析し、真核生物の細胞骨格の祖先と考えられる「原始的な微小管」を発見しました。
本成果は、微小管の進化の過程を理解する上で重要な知見であり、真核生物誕生の謎の解明に貢献すると期待されます。
微小管はチューブリン（tubulin）というタンパク質がたくさん集まる重合という反応でできた、管状の線維です。私たちヒトを含め真核生物に共通する重要な細胞内構造で、細胞の形の制御や細胞分裂、細胞内の物質輸送などの重要な機能を担っています。これまで、複雑な微小管がどのように進化したのかはよく分かっていませんでした。今回、国際共同研究グループは、真核生物に最も近縁とされるアスガルド古細菌の一種である、ヘイムダル古細菌が持つチューブリン様タンパク質の構造と機能を調べました。その結果、真核生物の微小管に特徴的な四つの性質を持ちながらも、真核生物よりも細くて単純な“ミニマル（最小限の）微小管”をつくることを発見しました。
本研究は、科学雑誌『Science Advances』オンライン版（7月15日付：日本時間7月16日）に掲載されます。
■論文情報
＜タイトル＞
Structure and dynamics of a four-protofilament microtubule from Heimdallarchaeales α/β-tubulin
＜著者名＞
Linh T. Tran, Samson Ali, Tomoharu Matsumoto, Yosuke Yamazaki, Akihiro Narita, Makito Miyazaki, Robert C. Robinson
＜雑誌＞
Science Advances
＜DOI＞
10.1126/sciadv.aeh4305
■研究支援
本研究は、日本学術振興会（JSPS）科学研究費助成事業若手研究「A study on microtubule evolution from Asgard OdinTubulin（研究代表者：Linh Thuy Tran、JP25K18436）」、同学術変革領域研究（A）「生体内力作用の定量的計測技術開発（研究代表者：吉村成弘、研究分担者：宮﨑牧人、JP22H05171）」、同基盤研究（B）「疎らに結合したアクチン結合タンパク質がアクチン線維全体の機能を調節するメカニズム（研究代表者：上田太郎、研究分担者：成田哲博、JP23K27145）」「微小管の進化再現とそれによる微小管動態の理解（研究代表者：成田哲博、JP26K01973）」、同基盤研究（A）「Eukaryotic-like proteins from Asgard archaea（研究代表者：Robert Charles Robinson、JP20H00476）」、理研奨励研究プロジェクト「Structural and functional analysis of Heimdallarchaeaota tubulin reveals the origin of eukaryotic microtubules（研究代表者：Linh Thuy Tran）」、同生命機能科学研究センター構造細胞生物学プロジェクト（研究代表者：宮﨑牧人）、笹川科学研究助成「ヘイムダル古細菌チューブリンの構造機能解析から迫る真核生物微小管の誕生起源（研究代表者：Linh Thuy Tran、2025-4021）」、文部科学省科学技術人材育成費補助事業「ダイバーシティ研究環境実現イニシアティブ（研究代表者：Linh Thuy Tran、500230057）」、科学技術振興機構（JST）創発的研究支援事業「再構成で紐解く細胞骨格機能の自己組織化メカニズム（研究代表者：宮﨑牧人、JPMJFR2417）」、同戦略的創造研究推進事業 CREST「合成細菌JCVI syn3.0Bとゲノム操作を用いた細胞進化モデルの構築（研究代表者：宮田真人、研究分担者：Robert Charles Robinson、JPMJCR19S5）」、Federation of European Microbiological Societies（FEMS）「Moore-Simons Project on the Origin of the Eukaryotic Cell（研究代表者：Robert Charles Robinson、GBMF9743）」、Nagoya University Research Fundの助成を受けて行われました。クライオ電子顕微鏡を用いた構造解析は、岡山大学異分野基礎科学研究所の国際構造生物学研究センターの支援の下で実施されました。
＜詳しい研究内容について＞
ヒト細胞骨格の“祖先”を古細菌で発見－微小管の進化の謎に新知見－
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