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Insights into molecular mechansisms of organelle division rings

Research Project

Project/Area Number 18K06325
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 44040:Morphology and anatomical structure-related
Research InstitutionThe University of Tokyo (2019-2022)
Ibaraki University (2018)

Principal Investigator

Yoshida Yamato  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80785444)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsオルガネラ分裂 / ミトコンドリア分裂 / 葉緑体分裂 / CRISPR / オルガネライメージング / CRISPR-Cas9 / 原始真核生物 / オルガネラ分裂周期 / ミトコンドリアDNA / ミトコンドリア分裂増殖 / 葉緑体分裂増殖 / ライブセルイメージング / 超分子ナノマシン / ラボ・オン・チップデバイス
Outline of Final Research Achievements

The simple cellular and genomic structure of unicellular red alga Cyanidioshyzon merolae allows us to study fundamental principles relating with cell and organelles proliferation in eukaryotes. In this research, we have established a new gene-targeting system called CZON-cutter. The CZON-cutter is constructed by combining the CRISPR-Cas9 system with organellar localising fluorescent protein markers. By using the system, we have revealed that the completion of mitochondrial and peroxisomal divisions is required for the progression of the cell division cycle (Tanaka et al. 2021 J. Cell Sci.).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果により、オルガネラ分裂に関与する遺伝子群の機能解明が大きく進展した。現在までに5つの遺伝子が新たにミトコンドリアおよび葉緑体の分裂過程に関与していることが示されており、今後の解析により、これらのオルガネラ分裂増殖機構の全貌が明らかになると期待される。また本研究で確立した遺伝子改変技術シゾンカッターは、標的遺伝子の改変だけでなく、多様なオルガネラの動態を一度に確認できる画期的手法であり、これまで知られていなかった真核生物細胞内におけるオルガネラ動態の実態が明らかになると期待される。

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (20 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] CZON-cutter - a CRISPR-Cas9 system for multiplexed organelle imaging in a simple unicellular alga2021

    • Author(s)
      Tanaka Naoto、Mogi Yuko、Fujiwara Takayuki、Yabe Kannosuke、Toyama Yukiho、Higashiyama Tetsuya、Yoshida Yamato
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 134 Issue: 21 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1242/jcs.258948

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Simultaneous Measurements of RNA Molecules Transcribed from Mitochondrial Division or Fusion Genes in Single Cells2019

    • Author(s)
      Yoshida Yamato、Taniguchi Yuichi
    • Journal Title

      CYTOLOGIA

      Volume: 84 Issue: 1 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1508/cytologia.84.1

    • NAID

      130007628776

    • ISSN
      0011-4545, 1348-7019
    • Year and Date
      2019-03-25
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simultaneous Single-Cell Measurements Demonstrate a Positive Correlation between RNA Copy Number for Mitochondrial Division and Fusion Genes and Mitochondrial Fragmentation2019

    • Author(s)
      Yoshida Yamato、Taniguchi Yuichi
    • Journal Title

      CYTOLOGIA

      Volume: 84 Issue: 1 Pages: 15-23

    • DOI

      10.1508/cytologia.84.15

    • NAID

      130007628777

    • ISSN
      0011-4545, 1348-7019
    • Year and Date
      2019-03-25
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Correction to: The cellular machineries responsible for the division of endosymbiotic organelles2019

    • Author(s)
      Yoshida Yamato
    • Journal Title

      Journal of Plant Research

      Volume: 132 Issue: 2 Pages: 297-298

    • DOI

      10.1007/s10265-019-01093-y

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] How do plastids and mitochondria divide?2018

    • Author(s)
      Yoshida Yamato、Mogi Yuko
    • Journal Title

      Microscopy

      Volume: 68 Issue: 1 Pages: 45-56

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfy132

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 葉緑体分裂リングの仕組みを解く2023

    • Author(s)
      吉田大和
    • Organizer
      第25回植物オルガネラワークショップ
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] リアルタイム蛍光観察を基盤とした葉緑体分裂リングの収縮機構の解析2022

    • Author(s)
      吉田大和、茂木祐子
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] シゾンカッター:ゲノム編集と多重オルガネラ蛍光観察を同時に実現するCRISPRイメージング技術の確立2022

    • Author(s)
      吉田大和
    • Organizer
      日本ゲノム編集学会第7回大会
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] オルガネラ分裂リング:葉緑体とミトコンドリアを増やす真の仕組みを解く2022

    • Author(s)
      吉田大和
    • Organizer
      第74回日本細胞生物学会大会
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] オルガネラ移行シグナルのアミノ酸暗号の理解と実験的検証2022

    • Author(s)
      平田莉子、茂木祐子、吉田大和
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 単細胞藻類シゾンを用いた真核生物生体エネルギー論の確立に向けて2022

    • Author(s)
      近藤唯貴,茂木祐子,吉田大和
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ソテツの受精機構解明に向けた単離精子の顕微操作解析法の開発2022

    • Author(s)
      外山侑穂,奥田哲弘,吉田大和,東山哲也
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 単細胞藻類シゾンを用いた1細胞形成エネルギーの定量2022

    • Author(s)
      近藤唯貴,吉田大和
    • Organizer
      日本植物形態学会第34回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 裸子植物ソテツの泳ぐ精子:単離精子を用いたin vitro精子誘引実験系の開発2022

    • Author(s)
      外山侑穂,奥田哲弘,吉田大和,東山哲也
    • Organizer
      日本植物形態学会第34回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛍光シグナルを通じてオルガネラ分裂装置のキネティクスを解く2021

    • Author(s)
      吉田大和
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 真核生物に広く保存された未知の分裂増殖遺伝子群の同定と機能解析2021

    • Author(s)
      矢部寛之助、茂木祐子、東山哲也、吉田大和
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 新規ミトコンドリアタンパク質による細胞周期依存的な翻訳制御機構2021

    • Author(s)
      茂木祐子、東山哲也、吉田大和
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 最小ゲノム真核生物シゾンを用いた蛍光顕微鏡観察を基盤とした未知の分裂増殖因子群の探索2021

    • Author(s)
      矢部寛之助、茂木祐子、東山哲也、吉田大和
    • Organizer
      日本植物形態学会第33回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] シゾンカッター:ゲノム編集とオルガネラ多重可視化を可能にするCRISPR-Cas9システムの開発2021

    • Author(s)
      茂木祐子、田中尚人、藤原崇之、矢部寛之助、外山侑穂、東山哲也、吉田大和
    • Organizer
      日本植物形態学会第33回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 原始紅藻シゾンにおけるゲノム編集ツールCZON-cutterの確立2020

    • Author(s)
      田中尚人、茂木祐子、外山侑穂、東山哲也、吉田大和
    • Organizer
      日本植物学会第84回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 分裂期特異的ミトコンドリア核様態タンパク質の同定と機能の解析2020

    • Author(s)
      茂木祐子、西川尚吾、東山哲也、吉田大和
    • Organizer
      日本植物学会第84回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 蛍光タグを融合した色素体分裂装置の三次元構造と分子動作機序の解析2019

    • Author(s)
      吉田大和、茂木祐子
    • Organizer
      日本植物学会第83回大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 一分子イメージングと多階層オミクスを基盤としたミトコンドリア・葉緑体分裂増殖機構の解析2019

    • Author(s)
      吉田大和
    • Organizer
      第52回日本原生生物学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ミトコンドリア分裂リング合成遺伝子MDR1の同定と機能の解析2018

    • Author(s)
      吉田大和,黒岩晴子,嶋田崇史,吉田昌樹,大沼みお,藤原崇之,井元祐太,八木沢芙美,西田敬二,廣岡俊亮,三 角修己,茂木祐子,赤壁善彦,松下一信,黒岩常祥
    • Organizer
      日本植物学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 人工オルガネラ分裂リングの合成と分子機構の解析2018

    • Author(s)
      茂木祐子,吉田大和
    • Organizer
      日本植物学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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