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Functional relationship between microtubule nucleation and severing in plant cell division

Research Project

Project/Area Number 20K21424
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Nakamura Masayoshi  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)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords微小管 / γチューブリン複合体 / カタニン / 細胞分裂 / シロイヌナズナ
Outline of Research at the Start

近年の研究からγチューブリン複合体とカタニンがそれぞれ細胞分裂にも重要であり、細胞分裂中の各微小管構造体に局在することが報告されている。局在は確認され重要性は理解できるものの、紡錘体や隔膜形成体の形成過程や各構造体への移り変わりに微小管形成と微小管切断がどのように関わっているかは研究されていない。研究が困難な理由は、それぞれの構造体や移り変わりでのみタンパク質を不活化できないからである。そこで本研究では、γチューブリン複合体とカタニンの時間的空間的な機能を理解することを目的とし、ライブイメージング中のタンパク質機能阻害技術の確立に挑戦する。

Outline of Final Research Achievements

The regulation of cell division, primarily regulated by microtubules, is crucial for the plant growth and development. The mechanism underlying the assembly and disassembly of microtubule structures in plant cells remains unknown. In this research, we attempted to establish a technique to impede protein function during live cell imaging. Through the utilization of the lt-degron system, which facilitates protein degradation at low temperatures, we successfully diminished microtubule nucleating factors. This innovative integration of technology with live cell imaging provides a promising tool for analyzing the spatiotemporal function of proteins.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

機能欠損株が致死であったり、複数の工程で利用されているタンパク質の時期特異的な機能を解析することは、従来の遺伝学的手法では困難であった。今回、我々は誘導的なタンパク質分解システムを利用することでライブセルイメージング中に狙った時間と場所でタンパク質を不活化させる技術確立を目指した。低温でタンパク質分解が誘導されるlt-degronを利用することで、比較的植物体に影響が少ない状態でタンパク質分解が誘導できる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results)

  • [Journal Article] Finding a right place to cut: How katanin is targeted to cellular severing sites2022

    • Author(s)
      Masayoshi Nakamura, Noriyoshi Yagi, Takashi Hashimoto
    • Journal Title

      Quantitative Plant Biology

      Volume: 3

    • DOI

      10.1017/qpb.2022.2

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An anchoring complex recruits katanin for microtubule severing at the plant cortical nucleation sites2021

    • Author(s)
      Noriyoshi Yagi , Takehide Kato , Sachihiro Matsunaga , David W. Ehrhardt , Masayoshi Nakamura , Takashi Hashimoto
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 3684-3684

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24067-y

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Advances in Synthetic Fluorescent Probe Labeling for Live-Cell Imaging in Plants2021

    • Author(s)
      Yagi N, Yoshinari A, Iwatate RJ, Isoda R, Frommer WB, Nakamura M
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 62 Issue: 8 Pages: 1259-1268

    • DOI

      10.1093/pcp/pcab104

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-08-03   Modified: 2024-01-30  

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