| Project/Area Number |
23KF0078
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
上田 貴志 基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 教授 (10311333)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
FENG YIHONG 基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-04-25 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | SNX / retromer / 液胞 / 逆行輸送 / TGN / 膜交通 |
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| Outline of Research at the Start |
植物に特徴的なオルガネラである液胞が機能を発揮するためには、液胞膜に正しい種類のタンパク質が適切な量局在している必要がある。そのためには液胞への順方向の輸送経路と液胞からの逆方向の輸送経路のバランスが必要であると考えられる。しかし液胞からの輸送経路については、その存在すら証明されていない。本研究では、液胞からの逆行輸送の分子機構を、ケミカルバイオロジー、細胞生物学、遺伝学の手法を用いて解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物に特徴的なオルガネラである液胞の機能を発揮するためには、液胞膜に正しい種類のタンパク質が適切な量局在している必要がある。この膜タンパク質組成の確立と維持には、液胞への順方向の輸送経路と、液胞からの逆方向の輸送経路のバランスが必要であると考えられる。液胞への輸送についてはこれまで盛んに研究されており、多くの知見が蓄積している。一方液胞からの輸送経路については、分子機構はおろかその存在についても謎のまま残されている。そこで、後期エンドソームと液胞膜の融合を実行する膜融合因子VAMP727をモデルカーゴとして用い、液胞からの逆行輸送経路の存在を証明するとともにその分子機構を明らかにすることを目指し研究を進めた。光変換蛍光タンパク質とVAMP727の融合タンパク質を薬剤処理により液胞膜に局在させ、光変換後に薬剤を除去してその挙動を観察することで、VAMP727が液胞膜からエンドソームへとリサイクルされることを証明した。また、この過程に関わる分子の候補として同定したSNXとVAMP727の共局在解析や遺伝学的解析を実施し、SNXがVAMP727の液胞からの回収に必要であることを証明した。さらに、エンドソーム輸送において逆行輸送に関与することが知られているretromer複合体の関与も検証し、VAMP727の逆行輸送にはretromerは関与しないことを明らかにした。一方、トランスゴルジネットワーク（TGN）に局在するタンパク質とretromerの関係を調べたところ、このタンパク質のTGN局在がretromerに依存していることが分かった。これらの結果から、SNXとretromerが植物では独立に機能することが明らかになった。
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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
研究が計画通り順調に進展し、成果が得られつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
SNXとretromerの超解像イメージングを実施し、両者が機能する場を詳細に明らかにする。また、SNXがVAMP727とどのように相互作用することで液胞膜からの逆行輸送を実行するのかを、生化学的手法や高分解能イメージングにより明らかにする。得られた知見をまとめて原著論文として発表する。
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