ゴルジ体によるＥＲ ｅｘｉｔ ｓｉｔｅ捕捉の分子機構

• Project/Area Number: 15J07657
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Plant molecular biology/Plant physiology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 高木 純平 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 小胞輸送 / 小胞体 / ゴルジ体 / COPII / ER exit site / シロイヌナズナ / COPII小胞 / SEC16

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題の目的は，原形質流動に乗って植物細胞中を素早く動き回っているオルガネラへの効率的な物質輸送の仕組みを明らかにすることであり，小胞体からゴルジ体への物質輸送を担うCOPII小胞の形成部位であるER exit site (ERES)とゴルジ体に着目して研究を進めてきた．これまでにERESとゴルジ体についての顕微鏡観察から，ERESには，ゴルジ体と隣接しているERESとゴルジ体とは独立なERESの2種類が存在し，ERESはこれらの2つの状態をサイクルしていることを見出した．2種類のERESのいずれからCOPII小胞の出芽が起きるのかを明らかにするために，COPIIコートタンパク質を可視化し観察を行ったが，これまでのところCOPII小胞出芽の瞬間を捉えるには至っていない．しかしながら，ERESマーカーとCOPIIコートタンパク質の局在比較を行ったところ，ERESマーカーとは独立なCOPIIコートタンパク質のシグナルは見られなかったことから，独立なERESからCOPII小胞が出芽している可能性は低いと考えられる．過去のスクリーニングで得た機能未知の因子に着目し解析を進めたところ，この因子が小胞体膜状に局在しながら，ゴルジ体を取り囲むような局在を示す，つまり小胞体とゴルジ体の境界に局在することが明らかになった．この因子が小胞体―ゴルジ体間の効率的な物質輸送に関与していることは示唆されているものの，どのような役割を担っているのか，特にERESの捕捉に直接関与するかどうかについては今後詳細に解析していく必要がある．

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Plant Vacuoles (2018)
  • Author(s): Shimada Tomoo、Takagi Junpei、Ichino Takuji、Shirakawa Makoto、Hara-Nishimura Ikuko
  • Journal Title: Annual Review of Plant Biology Volume: 69 Issue: 1 Pages: 123-145
  • DOI: 10.1146/annurev-arplant-042817-040508
  • Peer Reviewed
• [Presentation] MAG3 mediates efficient protein transport at the ER-Golgi interface (2018)
  • Author(s): Junpei Takagi, Hideyuki Takahashi, Minoru Nagano, Yoichiro Fukao, Haruko, Ueda, Kentaro Tamura, Tomoo Shimada, Ikuko Hara-Nishimura
  • Organizer: The 59th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists
• [Presentation] ER-body-dependent production of volatile compounds affects feeding behavior of blowfly via olfactory response (2018)
  • Author(s): Somare Mizuho, Toru Maeda, Tadashi Kunieda, Junpei Takagi, Kenji Yamada, Mamiko Ozaki, Ikuko Hara-Nishimura
  • Organizer: The 59th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists
• [Presentation] シロイヌナズナにおけるTGN（トランスゴルジ綱）ドメインの構造・動態の解析 (2017)
  • Author(s): 清水優太朗，小松大和，伊藤容子，髙木純平，海老根一生，上田貴志，黒川量雄，植村知博， 中野明彦
  • Organizer: 第58回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島県鹿児島市，鹿児島大学群元キャンパス
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] The membrane protein MAG3 functions in protein transport between endoplasmic reticulum and Golgi apparatus (2017)
  • Author(s): Junpei Takagi, Hideyuki Takahashi, Minoru Nagano, Masayuki Fujiwara, Yoichiro Fukao, Haruko Ueda, Kentaro Tamura, Akihiko Nakano, Tomoo Shimada, Ikuko Hara-Nishimura
  • Organizer: 20th European Network for Plant Endomembrane Research meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The coiled-coil protein MAG3 is involved in protein transport at the endoplasmic reticulum-Golgi interface (2017)
  • Author(s): Junpei Takagi, Hideyuki Takahashi, Minoru Nagano, Masayuki Fujiwara, Yoichiro Fukao, Haruko Ueda, Kentaro Tamura, Akihiko Nakano, Tomoo Shimada, Ikuko Hara-Nishimura
  • Organizer: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ゼニゴケにおける高効率ゲノム編集ベクターの開発 (2016)
  • Author(s): 菅野茂夫, 西浜竜一, 白川一, 松田頼子, 髙木純平, 西村いくこ, 刑部敬史, 河内孝之
  • Organizer: 第57回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岩手大学（岩手県盛岡市）
  • Year and Date: 2016-03-20
• [Presentation] Flavonoid accumulation in Arabidopsis seeds affected by GFS9-mediated membrane trafficking (2016)
  • Author(s): Takuji Ichino, Kentaro Fuji, Haruko Ueda, Hideyuki Takahashi, Yasuko Koumoto, Junpei Takagi, Kentaro Tamura, Ryosuke Sasaki, Koh Aoki, Karin Schumacher, Tomoo Shimada, Ikuko Hara-Nishimura
  • Organizer: 第57回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岩手大学（岩手県盛岡市）
  • Year and Date: 2016-03-18