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The microtubule-based mechanisms for controlling both cell division and elongation in plants

Research Project

Project/Area Number 16K07406
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Plant molecular biology/Plant physiology
Research InstitutionMiyagi University

Principal Investigator

Hiwatashi Yuji  宮城大学, 食産業学群(部), 教授 (10373193)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 良勝  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 (30414014)
Research Collaborator OTSUKA Sahoko  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
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)
Keywords微小管関連因子 / キネシン / タンパク質動態 / 細胞分裂 / 先端成長 / 微小管 / アクチン繊維 / フラグモプラスト / 紡錘体 / ライブイメージング / 細胞伸長 / 光変換蛍光タンパク質 / 細胞質分裂 / 微小管制御 / 植物細胞
Outline of Final Research Achievements

To understand molecular mechanisms for dual roles of microtubule-associated proteins on cell division and elongation, we investigated targeting systems of a microtubule-based motor protein (kinesin), KINID1, to a division apparatus and a tip growth machinery in the moss Physcomitrella patens. The expression analysis of the truncated KINID1 as well as the KINID1 fused with a photo-convertible fluorescent protein suggested that the KINID1 was recruited to the division apparatus, such as spindles and phragmoplasts, in a protein-dependent manner, and moved along the equatorial part of the phragmoplast during its expansion. On the contrary, the KINID1 was possibly targeted to the tip growth machinery in an mRNA-dependent manner. The turnover of the KINID1 was estimated within a few hours in the machinery in contrast to the longer maintenance of the machinery. Moreover, the correct targeting of KINID1 to the machinery is also dependent on both microtubules and actin filaments.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

タンパク質が細胞内で異なる場所に同時に局在するメカニズムに関しては、これまでほとんど知見がなかった。微小管関連因子KINID1はタンパク質レベルで細胞質分裂装置に、またmRNAレベルで先端成長制御装置に移動することが示唆されたことから、KINIDは2つの方法を使い分けて異なる場所に局在すると考えられる。このようなタンパク質移動の使い分けは、異なる場所にタンパク質を局在化させるメカニズムとして新しい知見である。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] ライブイメージングで探る細胞骨格を介した植物先端成長制御2019

    • Author(s)
      大塚沙穂子,佐藤良勝,日渡祐二
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 3 Pages: 81-85

    • NAID

      40021843689

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケの先端成長における細胞骨格制御2018

    • Author(s)
      日渡祐二,佐藤良勝
    • Organizer
      日本植物学会第82回大会シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケにおける微小管形成複合体オーグミンの植物特異的サブユニットAUG8の機能解析2018

    • Author(s)
      宮崎裕貴,室井大輝,John H. Doonan,日渡祐二
    • Organizer
      東北植物学会第8回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] アクチン繊維微小管同時可視化によるヒメツリガネゴケ先端成長の細胞骨格動態2018

    • Author(s)
      大塚沙穂子,川村安美,後藤史奈,佐藤良勝,日渡祐二
    • Organizer
      第59回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] アクチン繊維微小管同時可視化によるヒメツリガネゴケ先端成長の細胞骨格動態2017

    • Author(s)
      大塚沙穂子,川村安美,後藤史奈,佐藤良勝,日渡祐二
    • Organizer
      日本植物学会第81回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] きぼう船内実験に向けた植物先端成長の動態解析2017

    • Author(s)
      日渡祐二,大塚沙穂子
    • Organizer
      日本植物学会第81回大会.関連集会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 光変換蛍光タンパク質Dendra2を用いた細胞分裂と細胞伸長の両方を制御するキネシンKINID1aの細胞内ターンオーバー解析2016

    • Author(s)
      渡辺菜摘,佐藤良勝,藤田知道,日渡祐二
    • Organizer
      東北植物学会第6回大会
    • Place of Presentation
      宮城県仙台市
    • Year and Date
      2016-12-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 先端成長の重力反応に関するきぼう船内実験に向けて2016

    • Author(s)
      日渡祐二
    • Organizer
      日本植物学会第80回関連集会「Space Moss」
    • Place of Presentation
      沖縄県宜野湾市
    • Year and Date
      2016-09-15
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Intracellular turnover of KINID1 kinesins that function in both cell division and expansion explored by the photoconvertible protein Dendra22016

    • Author(s)
      Natsumi Watanabe, Yoshikatsu Sato, Tomomichi Fujita, and Yuji Hiwatashi
    • Organizer
      国際セン類研究会 MOSS meeting 2016
    • Place of Presentation
      Leeds, UK
    • Year and Date
      2016-09-02
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分裂と伸長の両方に機能するキネシンの細胞内局在2016

    • Author(s)
      日渡祐二
    • Organizer
      2016植物細胞周期合同セミナー
    • Place of Presentation
      北海道釧路市
    • Year and Date
      2016-06-09
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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