| Project/Area Number |
16K07394
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Plant molecular biology/Plant physiology
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
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| Research Collaborator |
HIGASHIYAMA Tetsuya 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 教授
SATO Yoshikatsu 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任准教授
KURIHARA Daisuke 名古屋大学, 大学院理学研究科, 特任講師
MARUYAMA Daisuke 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 助教
KAMEI Yasuhiro 基礎生物学研究所, 生物機能解析センター, 特任准教授
URAWA Hiroko 岐阜聖徳学園大学, 教育学部, 准教授
WADA Satomi 新潟大学, 大学院自然科学研究科, 大学院生
HWANG Dukhyum 新潟大学, 大学院自然科学研究科, 大学院生
SUZUKI Chiharu 新潟大学, 大学院自然科学研究科, 大学院生
TAKAHASHI Azusa 新潟大学, 理学部, 学部学生
NAGAO Haruka 新潟大学, 理学部, 学部学生
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 有性生殖 / 核融合 / 雌性配偶体 / 重複受精 / 膜融合 / シロイヌナズナ / ライブイメージング / 遺伝子発現誘導系 / 核膜融合 / 分子シャペロン / ライブイメージング解析 |
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| Outline of Final Research Achievements |
During the life cycle of angiosperms, nuclear fusion occurs three times. Two of these nuclear fusion events are sperm nuclear fusion events that occur during double fertilization. The third nuclear fusion is the polar nuclear fusion during female gametogenesis. These nuclear fusion events require the nuclear membrane fusion processes to complete.
In this study, we analyzed mechanisms of nuclear membrane fusions during Arabidopsis reproduction using live-cell imaging and the newly-developed female gametophyte-specific gene induction system. We showed that the Hsp70 molecular chaperone system in the endoplasmic reticulum is required for nuclear membrane fusion in the sperm nuclear fusion process in addition to the polar nuclear fusion. We also showed that fertilization-coupled sperm nuclear fusion is essential for proper endosperm proliferation after fertilization. We identified two nuclear membrane proteins that are required for nuclear membrane fusion events during polar nuclear fusion.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
小胞体Hsp70システムが極核融合だけでなく受精時の精核融合でも核膜融合に必要であることが示され、シロイヌナズナ有性生殖過程で観察される核膜融合の分子機構には共通性があることが示唆された。核膜融合装置の実体はこれまで不明であったが、本研究によって核膜融合に必要な核膜タンパク質が複数同定された。これらを足がかりとした解析によって、核膜融合装置の解明が進むと期待される。また、体細胞ではほとんどおこらない核融合が、有性生殖過程では効率よく進行するメカニズムが明らかになることで、細胞融合による体細胞雑種作出の効率化などの応用面での展開も期待される。
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