植物細胞骨格形成のイメージング

• Project Area: Plant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs
• Project/Area Number: 23012028
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 橋本 隆 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (80180826)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 壮英 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (70379535)
• Project Period (FY): 2011 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥6,600,000 (Direct Cost: ¥6,600,000); Fiscal Year 2012: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2011: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
• Keywords: アラビドプシス / 微小管 / リン酸化 / セルロース / 蛍光プローブ / ストレス応答 / イメージング / 蛍光標識

Research Abstract

Propyzamide-Hypersensiteive 1(PHS1)はMAPKフォスファターゼに分類される脱リン酸化酵素であり、そのN末端の推定MAPK相互作用モチーフのミスセンス変異アラビドプシス植物体は微小管重合阻害剤(propyzamide)に対して高感受性を示し、表層微小管が不安定となる。前年度では、PHSIは脱リン酸化酵素ドメイン以外に、非典型的なキナーゼドメインを持ち、自己リン酸化とαチューブリンのリン酸化を引き起こすこと、PHS1の脱リン酸化酵素ドメインを削除したり、脱リン酸化活性に必須なアミノ酸を変異させたPHS1をアラビドプシス細胞で発現させると、表層微小管が速やかに脱重合されることを報告した。本年度は、植物体を高塩濃度や高浸透圧条件化におくと、PHSIを介したαチューブリンのリン酸化が起こり、表層微小管の脱重合が迅速に引き起こされることを見出した。すなわち、PHS1を介したリン酸化シグナル伝達系が植物細胞の迅速な物理的ストレス応答に係っていることが推測される。
また、前年度にカビのセルロース結合ドメインにmCherry又はTagRFPなどの蛍光タンパク質を融合させ、エクスパンシンのシグナルペプチドを用いてアラビドプシス細胞やタマネギ表皮細胞の細胞壁に分泌させたところ、細胞壁で蛍光が観察されたが、セルロース様のポリマーへの局在は観察されなかった。本年度は、細胞膜に局在化させるような改良セルロース蛍光標識プローブをデザインし、植物細胞で発現させるようなベクターを構築中である。

Research Products

• [Journal Article] Arabidopsis GCP3-INTERACTING PROTEIN 1/MOZART 1 is an integral component of the y-tubulin-containing microtubule nucleating complex (2012)
  • Author(s): M. Nakamura
  • Journal Title: Plant J. Volume: (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NIMA-related kinases 6, 4, and 5 interact with each other to regulate microtubule organization during epidermal cell expansion in Arabidopsis thaliana (2011)
  • Author(s): H. Motose, T. Hamada, K. Yoshimoto, T. Murata, M. Hasebe, Y. Watanabe, T. Hashimoto, T. Sakai, and T. Takahashi
  • Journal Title: Plant J Volume: 67 Issue: 6 Pages: 993-1005
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04652.x
  • NAID: 120004897844
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Salt stress-induced disassembly of Arabidopsis cortical microtubule arrays involves 26S proteasome-dependent degradation of SPIRAL1 (2011)
  • Author(s): S.Wang
  • Journal Title: Plant Cell Volume: 23 Issue: 9 Pages: 3412-3427
  • DOI: 10.1105/tpc.111.089920
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Organization of cortical microtubule arrays in plants (2012)
  • Author(s): T. Hashimoto
  • Organizer: EMBO Workshop
  • Place of Presentation: Heidelberg, Germany(招待講演)
  • Year and Date: 2012-05-23
• [Remarks]
  • URL: http://bsw3.naist.jp/hashimoto/
• [Remarks]
  • URL: http://bsw3.naist.jp/hashimoto/