ゼニゴケの精子変態過程におけるオートファジーを介したオルガネラリモデリングの解析
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19J13751
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 44010:Cell biology-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
法月 拓也 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | ゼニゴケ / 精子変態 / オルガネラ / オートファジー / ミトコンドリア |
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| Outline of Research at the Start |
ゼニゴケを含むコケ植物において、精細胞が精子へと変態する過程で、細胞内のオルガネラ構成が大規模に変化する（＝オルガネラリモデリング）。申請者はこれまでにオートファジーがこのオルガネラリモデリングに重要であることを明らかにしてきた。しかし精子には一部のオルガネラが存在することから、オートファジで分解するオルガネラとそうでないオルガネラを選別する必要があるが、その選別機構は不明である。本研究では、様々なアプローチによってオートファジーがどのように大規模かつ精密なオルガネラリモデリングを制御しているのかを明らかにすることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
一部の陸上生物は運動性の鞭毛を有する雄性配偶子（精子）を形成する。精細胞から精子へと変態する過程ではオルガネラの大規模かつ厳密な再編成が起こることが知られている。植物の精子変態過程におけるオルガネラの再編成に関する研究は電子顕微鏡による解析が中心であり、その分子機構は未だ不明であった。そこで本研究課題では、その分子機構の解明に向けて、コケ植物ゼニゴケを用いて分子細胞生物学的解析を行った。
本研究ではまず共焦点顕微鏡を用いて精子変態過程におけるオルガネラ動態を観察した。2019年度の解析からオートファジーの関与が示唆されていたため、オートファジーとオルガネラの再編成の関係性を変異体を用いてより詳細に解析を行った。その結果、オートファジーがゼニゴケ精子変態過程におけるオルガネラの再編成に必要であることが明らかになった。またすべてのオルガネラがバルクでオートファジーによって分解されるだけでなく、オルガネラやオルガネラタンパク質ごとに異なる制御で分解されることが明らかになった。
動物の精子変態過程におけるオルガネラの除去は貪食によって起こることが知られているが、ゼニゴケ精子変態ではオートファジーを含む細胞自律的なオルガネラ分解によって起こることが明らかになり、植物は独自に精子変態過程におけるオルガネラの再編成機構を進化させてきたことが、本研究で初めて明らかになった。本研究成果をさらに発展させていくことで、植物の精子変態過程においてオルガネラ動態がどのようにして厳密に制御されているのか明らかにすることができると期待される。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
