Mechanical manipulation and in vitro reconstitution of microtubule severing
| Project/Area Number |
18KK0195
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中村 匡良 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 (40553409)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉成 晃 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 学振特別研究員(PD) (00829872)
橋本 隆 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80180826)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 微小管 / 細胞骨格 / カタニン / チューブリン / シロイヌナズナ / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微小管の配向パターン形成の制御は、染色体分離や細胞極性、形態形成など生物に必須な活動に寄与している。発生や環境シグナルに応答し植物が表層微小管の変化させるためには、カタニンによる微小管切断が重要である。微小管動態解析により植物体表面の間期表皮細胞における微小管切断部位や切断に要する時間は確認できるが、カタニンの局在性や切断活性制御の分子基盤は明らかとなっていない。そこで、本研究では、従来の遺伝学や生化学的解析に加えの時間的空間的な制御機構を明らかにするため、p80および関連タンパク質のカタニン局在への機能を調べる、ライブセルイメージング法やin vitro再構築系の確立を行うことで微小管切断装置を分子レベル・細胞レベルで理解することを目的とする。微小管切断因子であるカタニンは切断活性を持つp60サブユニット、及び切断部位や活性を制御するp80サブユニットで構成される。表層微小管。計画５年目も海外での研究が不可能であったため、国内研究機関での研究が中心となった。ライブイメージング解析と遺伝学的解析から、WDR8-Msd1複合体が切断部位にカタニンをリクルートする機能が、微小管形成部位での微小管切断制御に重要であることを明らかにした。そして、微小管形成部位でのマイナス端の安定性にはWDR8-Msd1に加えKinesinモータータンパク質が重要であることを見出した。さらに、細胞層特異的な微小管マーカーラインを開発し、光に応答した内側細胞層での微小管動態解析を行った。また、質量分析により植物チューブリンの翻訳後修飾解析とカタニン相互作用因子の同定を行い、同定されたリン酸化などの翻訳後修飾や相互作用因子が微小管切断にどのように関わるかの解析を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
海外での研究ができなかったために遅れが生じている。国内機関での研究が中心となったが、ライブセルイメージング解析と変異体解析により、カタニンによって微小管が形成部位から剥離する際の新たな関連因子を発見し、その分子メカニズムを明らかにした。さらに、計画研究に加え、動態解析や質量分析を行い、新しいチューブリンの翻訳後修飾やカタニンの相互作用因子を同定している。
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| Strategy for Future Research Activity |
動的微小管を用いたin vitro再構成系の確立を行い、これまでに得られた微小管切断タンパク質p60サブユニット・p80サブユニットの微小管交差部位でのカタニン局在性を調べる。新規に作成したカタニンp80サブユニットマーカーの動態解析を行い、微小管配向変化におけるp80及び微小管切断の役割を詳細に解析する。また、質量分析の結果得られたチューブリン翻訳後修飾やカタニン相互作用因子の微小管切断への影響を解析する。細胞層深部でのカタニンの動態観察を行い、細胞層毎の微小管切断機能の解析を行う。
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Report
(5 results)
Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Covalent Self-labeling of Tagged Proteins with Chemical Fluorescent Dyes in BY-2 Cells and Arabidopsis Seedlings2020
Author(s)
Iwatate, J.R., Yoshinari, A., Yagi, N., Grzybowski, M., Ogasawara, H., Kamiya, M., Komatsu, T., Taki, M., Yamaguchi, S., Frommer, W.B. and Nakamura, M.
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Journal Title
The Plant Cell
Volume: 32
Issue: 10
Pages: 3081-3094
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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