オルガネラ間相互作用から探るペルオキシソーム膜タンパク質の輸送機構
| Project/Area Number |
21K14825
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
高木 純平 北海道大学, 理学研究院, 助教 (80740331)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | ペルオキシソーム / シロイヌナズナ / 選別輸送 / オルガネラ / 小胞体 |
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| Outline of Research at the Start |
植物においてペルオキシソームは多様な代謝機能を担うオルガネラであり，発生段階や環境ストレスに応じて分裂・増殖する．一部のペルオキシソーム膜タンパク質は小胞体を経由してペルオキシソームへと輸送される可能性が示唆されているものの，その分子機構は未だ十分に明らかになっていない．本研究課題では，植物においてペルオキシソームへの輸送モデルを構築することを目指し，ペルオキシソーム膜タンパク質の動態およびオルガネラ間相互作用に着目しながら研究を進める．
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| Outline of Annual Research Achievements |
ペルオキシソームは多様な代謝機能を担うオルガネラであり，発生段階や環境ストレスに応じて分裂・増殖することが知られている．ペルオキシソームの形成・維持機構を理解する上で，ペルオキシソーム膜タンパク質の輸送機構の解明が重要となる．植物においても少なくとも一部のペルオキシソーム膜タンパク質は小胞体を経由してペルオキシソームへと輸送される可能性が示唆されているものの，その分子機構は未だ十分に明らかになっていない．本研究課題では，植物においてペルオキシソームへの輸送モデルを構築することを目的とし解析を進める．今年度はペルオキシソーム形成不全変異体における様々なペルオキシソーム膜タンパク質の局在解析を行った．その結果，いくつかのペルオキシソーム膜タンパク質は細胞質に拡散した．一方で，一部のペルオキシソーム膜タンパク質は，ペルオキシソーム膜タンパク質を過剰発現したときに見られるペルオキシソーム前駆体様の構造によく似たチューブ状構造に局在していた．さらに興味深いことに，ペルオキシソーム膜上の顆粒状構造に局在しているペルオキシソーム膜タンパク質は変異体においても局在異常を示さなかった．以上の結果から，一部のペルオキシソーム膜タンパク質はペルオキシソーム前駆体を経由してペルオキシソームへと輸送される可能性，および，ペルオキシソーム膜タンパク質の輸送経路が多様である可能性が示唆される．今後さらに詳細なライブセルイメージング解析を進めることで，多様なペルオキシソーム膜タンパク質の輸送過程を明らかにしていく予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナウイルスの感染拡大によって一部の実験に遅延が生じたものの，上述の通り，ペルオキシソーム形成不全変異体の解析からペルオキシソーム膜タンパク質の輸送過程に関する成果を得ることができた．以上のことから，研究はおおむね順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
上述の通りペルオキシソーム前駆体様の構造がペルオキシソーム膜タンパク質過剰発現株のみならず，ペルオキシソーム形成不全変異体でも見られることが明らかになった．今後はこのペルオキシソーム前駆体様の構造がどのオルガネラに由来しどのようにしてペルオキシソームへと輸送されるのか，経時的なライブセルイメージング解析によって明らかにしていく．併せて，ペルオキシソーム膜タンパク質の相互作用因子の解析も進めていく予定である．
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
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[Journal Article] The TGN/EE SNARE protein SYP61 and the ubiquitin ligase ATL31 cooperatively regulate plant responses to carbon/nitrogen conditions in Arabidopsis2022
Author(s)
Yoko Hasegawa, Thais Huarancca Reyes, Tomohiro Uemura, Anirban Baral, Akari Fujimaki, Yongming Luo, Yoshie Morita, Yasushi Saeki, Shugo Maekawa, Shigetaka Yasuda, Koki Mukuta, Yoichiro Fukao, Keiji Tanaka, Akihiko Nakano, Junpei Takagi, Rishikesh P Bhalerao, Junji Yamaguchi, Takeo Sato
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Journal Title
THE PLANT CELL
Volume: 34
Issue: 4
Pages: 1354-1374
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] ‘Win-win’ chemical defense in Brassicaceae acts on insect olfactory and gustatory systems to depress feeding behavior, limiting damage to both plants and insects.2022
Author(s)
Mamiko Ozaki, Tatsuya Uebi, Junpei Takagi, Somare Mizuho, Tadashi Kunieda, Haruko Ueda, Toru Maeda, Shunya Habe, Kenji Yamada, Ikuko Hara-Nishimura
Organizer
日本比較生理生化学会第44回大会
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[Presentation] SNARE タンパク質SYP61 はユビキチンリガーゼATL31 と共にシロイヌナズナのC/N 栄養応答を制御する2022
Author(s)
長谷川陽子, Thais Huarancca Reyes, 植村知博, Anirban Baral, 羅永茗, 前川修吾, 安田盛貴, 深尾陽一朗, 中野明彦, 高木純平, Rishikesh P. Bhalerao, 山口淳二, 佐藤長緒
Organizer
第63回日本植物生理学会年会
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