リン酸化イメージングによる植物器官発生分化メカニズムの解析

• Project Area: Plant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs
• Project/Area Number: 21027023
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 松永 幸大 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40323448)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥5,800,000 (Direct Cost: ¥5,800,000); Fiscal Year 2010: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000); Fiscal Year 2009: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
• Keywords: 染色体 / イメージング / 細胞分裂 / リン酸化 / メリステム

Research Abstract

proAtAUR3::gATRUR3-GFPラインをイメージング解析し、オーロラキナーゼの発現は伸長領域で見られなくなること、花粉の精細胞特異的発現が見られることなどを見出した。オーロラキナーゼのノックダウン個体は根の伸長や葉の展開が抑制されることが観察された。そこで、H2B-tdTomato発現株とCENH3-tdTomato発現株を用いて、核相と染色体数をイメージング解析し、ノックダウン個体では核内倍加現象が昂進することがわかった。さらに、ライブセルイメージングすることで、培養細胞で見られたオーロラキナーゼ阻害による細胞分裂期の遅延が、根のRAMにおいても生じることがわかった。特に、オーロラキナーゼ阻害剤ヘスペラジンにより中期赤道面上に染色体が整列するまでの時間が遅延することがわかった。このことから、AtAUR3が植物体においても微小管の動原体接着に関与していることがわかった。FHA2ドメインと基質アミノ酸配列を蛍光タンパク質CFPとYFP間に配置した。AtAUR3が基質をリン酸化している状態ではCFPとYFPの分子間距離が離れているが、脱リン酸化によりAtAUR3が解離すると、FHA2ドメインの構造が変化してCFPとYFPが近接し、FRETが生じるように設計した。アクセプターフォトブリーチングにより、AtAUR3が基質をリン酸化している状態ではCFPとYFPの分子間距離が離れているが、脱リン酸化によりAtAUR3が解離するとFHA2ドメインの構造が変化してCFPとYFPが近接しFRETが生じていることを証明できた。根のRAM付近で見られる分裂細胞においては特異的にFRETが生じていないことから、分裂細胞特異的にオーロラキナーゼはリン酸化していることを示すことができた。

Research Products

• [Journal Article] Sequence analysis of the genome of an oil-bearing tree, Jatropha curcas (2011)
  • Author(s): Sato, S., et al.
  • Journal Title: DNA Res. Volume: 18 Pages: 65-76
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The nuclear scaffold protein SAF-A is required for kinetochore-microtubule attachment and contributes to the targeting of Aurora-A to mitoticspindles. (2011)
  • Author(s): Ma, N., Matsunaga, S., Morimoto, A., et al.
  • Journal Title: J.Cell Sci. Volume: 124 Pages: 394-404
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Assembly states of the nucleosome assembly protein 1 (NAP-1) revealed by sedimentation velocity and non-denaturing mass spectrometry. (2011)
  • Author(s): Noda, M., et al.
  • Journal Title: Biochem.J. Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The MAP kinase MPK4 is required for cytokinesis in Arabidopsis thaliana. (2010)
  • Author(s): Kosetsu, K., Matsunaga, S., et al.
  • Journal Title: Plant Cell Volume: 22 Pages: 3778-3790
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sex chromosome evolution revealed by physical mapping of SlAP3X/Y in the dioecious plant, Silene latifolia. (2010)
  • Author(s): Nishiyama, R., et al.
  • Journal Title: Cytologia Volume: 75 Pages: 319-325
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The middle region of an HP1-binding protein, HP1-BP74, as sociates with linker DNA at the entry/exit site of nucleosomal DNA. (2010)
  • Author(s): Hayashihara K, Uchiyama S, Shimamoto S, Kobayashi S, Tomschik M, Wakamatsu H, No D, Sugahara H, Hori N, Noda M, Ohkubo T, Zlatanova J, Matsunaga S, Fukui K.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 285 Pages: 6498-6507
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Junk DNA promotes sex chromosome evolution. (2009)
  • Author(s): Matsunaga, S
  • Journal Title: Heredity 102 Pages: 525-526
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intracellular manipulation by nonlinear microscopy. (2009)
  • Author(s): Watanabe, W, Matsunaga, S, Fukui, K, Itoh, K
  • Journal Title: J.Innov.Opt.Health Sci. 2 Pages: 1-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A nucleolar protein RRS1 contributes to chromosome congression. (2009)
  • Author(s): Gambe, A.E., Matsunaga, S., Takata, H., Ono-Maniwa, R., Baba, A., Uchiyama S., Fukui K.
  • Journal Title: FEBS Lett. 583 Pages: 1951-1956
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 染色体動態-染色体の動き、動物と植物の共通点と違い (2009)
  • Author(s): 栗原大輔、松永幸大
  • Journal Title: 遺伝 63 Pages: 55-60
• [Presentation] Functional analysis of a chromosomal protein responsible for sister chromatid cohesion. (2010)
  • Author(s): Sachihiro Matsunaga
  • Organizer: 第4回アジア染色体コロキウム国際会議
  • Place of Presentation: 中国・北京
  • Year and Date: 2010-10-11
• [Presentation] イメージングによるオーロラキナーゼ・ノックダウン個体の表現型解析 (2010)
  • Author(s): 松永幸大、栗原大輔、大村知広、浅田拓也、福井希一
  • Organizer: 日本植物学会
  • Place of Presentation: 中部大学・春日井
  • Year and Date: 2010-09-09
• [Presentation] ライブイメージングによるオーロラキナーゼの機能解析 (2009)
  • Author(s): 松永幸大、栗原大輔、池田虎三、大村知広、内山進、福井希一
  • Organizer: 第73回植物学会大会
  • Place of Presentation: 山形大学小白川キャンパス(山形県山形市)
  • Year and Date: 2009-09-19
• [Presentation] 核内スキャホールドタンパク質による微小管ダイナミクス制御 (2009)
  • Author(s): 松永幸大、馬楠、森本晃弘、内山進、福井希一
  • Organizer: 第81回日本遺伝学会大会
  • Place of Presentation: 信州大学理学部(長野県松本市)
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Book] 「遺伝情報の格納庫」PhotoBook植物細胞の世界 (2010)
  • Author(s): 藤本聡、松永幸大
  • Publisher: 化学同人(印刷中)
• [Patent(Industrial Property Rights)] ヤトロファ由来のNF-YBをコードするポリヌクレオチドおよびその利用 (2010)
  • Inventor(s): 松永幸大、小日向務、福井希一、田畑哲之
  • Industrial Property Rights Holder: 大阪大学
  • Industrial Property Number: 2010-090618
  • Filing Date: 2010-04-09