葉の発生に関与する核内分化因子の周期的動態変化を制御する分子基盤の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Intrinsic periodicity of cellular systems and its modulation as the driving force behind plant development |
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| Project/Area Number |
20H05402
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
笹部 美知子 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (00454380)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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| Keywords | 分化 / 葉形成 / 核内顆粒 / 細胞分裂 / 分裂方向 / ホスファチジルイノシトール / 発生 / 核小体 / 核内因子 |
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| Outline of Research at the Start |
シロイヌナズナのAS2タンパク質は、葉の表裏軸の形成において鍵因子として機能する重要な核内分化因子である。種々の解析から、AS2は発生段階や細胞周期に依存して核内で迅速に顆粒状の集合体 (AS2 body) を形成し、自身の活性を変調させるというユニークなしくみにより、葉の分化過程を制御していることが分かってきた。また、AS2 bodyは、細胞分裂の際に、染色体の分離に伴い分割されて両極に移動し二つの娘細胞に分配される。本研究では、このタンパク質集合体の実態を解明し、集合と分配のしくみを明らかにすることにより、植物の形つくりにおける基本原理の一端を明らかにすることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
シロイヌナズナのASYMMETRIC LEAVES2 (AS2)タンパク質は、葉の発生において重要なタンパク質である。AS2は細胞内で核に局在するが、核内で特定の時期に顆粒状の集合体 (AS2 body) を形成し、細胞分裂にともない二つの娘細胞に分配される。本研究では、AS2 bodyの構成因子の同定及びAS2 body形成と分配のメカニズムの解明を目指した。培養細胞を用いて、細胞周期におけるAS2 body形成のタイミングを解析したところ、AS2 bodyはM期が開始される直前に核小体の内部で形成されることが示唆された。また、染色体との関係を解析した結果、AS2はM期を通して染色体と隣接しつつ両極に移動するが、染色体とは部分的にしか共局在していないことが分かった。さらに、酵母2ハイブリッドスクリーニング、免疫沈殿法によるAS2の相互作用因子の解析を進め、複数の候補因子を同定することができた。今後、これらの因子とAS2の関係を多面的に解析することで、AS2 body形成と分配のメカニズムの解明が期待される。
また葉形成のような発生過程では周期的な細胞分裂過程における分裂方向の制御が重要なファクターとなるがそのメカニズムは不明な点が多い。昨年度までに分裂方向の制御に関与する特定のPIの下流で微小管形成やその配向が制御されていることが分かってきた。これらPIと微小管ダイナミクスを繋ぐ因子を探索するために、PI4K阻害剤を処理した培養細胞からミクロソーム画分を抽出しプロテオーム解析を行った結果、阻害剤処理時に特異的に発現変動するタンパク質を複数同定することができた。今後は、これらタンパク質の中から直接PIの下流で機能するタンパク質を同定し、分裂方向制御のメカニズム解明を目指す。
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| Research Progress Status |
令和3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3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
(10 results)
