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Analysis of membrane trafficking mechanisms regulating gametophyte formation in plant

Publicly Offered Research

Project AreaDetermining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction
Project/Area Number 17H05850
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNational Institute for Basic Biology

Principal Investigator

海老根 一生  基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 助教 (90590399)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords膜交通 / SNARE / 細胞分裂 / 配偶子形成
Outline of Annual Research Achievements

膜交通はオルガネラ間の物質輸送を担う真核生物に普遍的な細胞機能である.膜交通の分子機構はその主なメカニズムが真核生物において高度に保存される一方で,種や組織特異的な多様化があることがわかってきており,この分子機構の多様化はそれぞれの生物に特有の生命現象に深く関わっている.植物の生殖過程においても特異的に発現する膜交通制御の鍵因子が多く存在することから,膜交通が重要な役割を担っていることが知られている.本研究では,古くから「鍵と鍵穴」に例えられ膜融合の特異性を決定するSNAREに着目した研究から,コケ植物と被子植物における配偶子形成の際の細胞質分裂の仕組みの解明と,両者の比較による配偶子形成の進化と膜交通の多様化の関連の解明を目指している.これまでに,シロイヌナズナの花粉第一有糸分裂の分裂面にSYP11が局在すること,syp11変異が雌雄の配偶子からの遺伝に異常があること,およびsyp3変異体でSYP11を含むSNAREの局在が異常となることを見いだし,花粉第一有糸分裂にはSYP11が関わること,SYP3がこれらの輸送を制御することを示した.また,ゼニゴケの精子変態期にMpSYP3が発達した液胞の近傍に局在することも見いだした.さらに,膜交通のもう一つの「鍵と鍵穴」である積み荷とその輸送小胞への取り込みの制御因子PICALMの関係に注目し,PICALM5が花粉管伸長時に機能する受容体様キナーゼの一つであるANXの局在制御に関わることを明らかにした.この他,シロイヌナズナにおいて雄原細胞から精細胞にかけて強く発現する膜交通制御因子を複数同定する,ゼニゴケの精子形成過程で強く発現するプロモーターを単離するなど,両モデル植物の精細胞/精子形成における膜交通の解析を進める上で基盤となる知見を得た.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] ANTH domain-containing proteins are required for the pollen tube plasma membrane integrity via recycling ANXUR kinases2018

    • Author(s)
      Muro Keita、Matsuura-Tokita Kumi、Tsukamoto Ryoko、Kanaoka Masahiro M.、Ebine Kazuo、Higashiyama Tetsuya、Nakano Akihiko、Ueda Takashi
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 1 Issue: 1 Pages: 152-152

    • DOI

      10.1038/s42003-018-0158-8

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Integration of two RAB5 groups during endosomal transport in plants2018

    • Author(s)
      Ito Emi、Ebine Kazuo、Choi Seung-won、Ichinose Sakura、Uemura Tomohiro、Nakano Akihiko、Ueda Takashi
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 7

    • DOI

      10.7554/elife.34064

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] RAB GTPases in the Basal Land Plant Marchantia polymorpha2018

    • Author(s)
      Minamino Naoki、Kanazawa Takehiko、Era Atsuko、Ebine Kazuo、Nakano Akihiko、Ueda Takashi
    • Journal Title

      Plant Cell Phys.

      Volume: in press Issue: 4 Pages: 850-861

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy027

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] シロイヌナズナの雄性配偶体形成で機能する膜交通制御因子の機能解析2019

    • Author(s)
      海老根 一生,上田 貴志
    • Organizer
      植物生理学会第60回年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼニゴケ精子変態過程におけるオルガネラ動態の可視化と観察2019

    • Author(s)
      南野 尚紀,法月 拓也,海老根 一生,上田 貴志
    • Organizer
      植物生理学会第60回年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの配偶体形成における膜交通制御因子の機能解析2018

    • Author(s)
      海老根 一生,上田 貴志
    • Organizer
      植物学会第82回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの雄性配偶体形成で機能する膜交通制御因子の機能解析2018

    • Author(s)
      海老根 一生
    • Organizer
      JANPER2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Membrane trafficking mechanism regulating plant gametogenesis2018

    • Author(s)
      Kazuo Ebine, Keiko Shoda, Naoki Minamino, Tomohiro Uemura, Chieko Saito, Akihiko Nakano, Takashi Ueda
    • Organizer
      第59回植物生理学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 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2018

    • Author(s)
      法月拓也、南野尚紀、金澤建彦、真野昌二、西浜竜一、河内孝之、上田貴志
    • Organizer
      第59回植物生理学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Diversification of membrane trafficking pathways during land plant evolution2017

    • Author(s)
      Takashi Ueda
    • Organizer
      SEB Gothenburg 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] シロイヌナズナの雄性配偶子形成における膜融合制御因子の局在解析2017

    • Author(s)
      海老根 一生,上田 貴志
    • Organizer
      植物学会第81回大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼニゴケを用いた精子形成過程におけるオートファジーの機能解析2017

    • Author(s)
      法月 拓也,上田 貴志
    • Organizer
      植物学会第81回大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Diversification of membrane trafficking pathways during land plant evolution2017

    • Author(s)
      Takashi Ueda
    • Organizer
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Qa-SNARE SYP3 is required for male and female gametogenesis in Arabidopsis thaliana.2017

    • Author(s)
      Ebine K, Shoda K, Uemura T, Saito C, Nakano A and Ueda T
    • Organizer
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of autophagy during spermiogenesis in Marchantia polymorpha2017

    • Author(s)
      Norizuki T, Minamino N, Kanazawa T, Nishihama R, Kohchi T, Ueda T
    • Organizer
      Taiwan-Japan Plant Biology 201
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of autophagy during spermiogenesis in Marchantia polymorpha2017

    • Author(s)
      Norizuki T, Minamino N, Kanazawa T, Mano S, Nishihama R, Kohchi T, Ueda T
    • Organizer
      The 65th NIBB Conference 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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