2019 Fiscal Year Annual Research Report
ゼニゴケ油体をモデルとしたオルガネラ周期の証明と中心因子の同定
| Project Area | Intrinsic periodicity of cellular systems and its modulation as the driving force behind plant development |
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| Project/Area Number |
19H05675
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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) |
近藤 洋平 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 助教 (00724444)
河内 孝之 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (40202056)
金澤 建彦 基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 助教 (60802783)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | ゼニゴケ / 油体 / 油体周期 / 分泌経路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
油体周期の存在をライブイメージングで実証するべく準備を進めた。油体周期仮説では、分泌経路の方向が細胞膜方向に向いている細胞膜期と油体方向に向いている油体期が相互に転換することを想定している。我々はこれまでに，相同な2種の細胞膜局在タンパク質（MpSYP12BおよびMpSYP13B）がそれぞれ油体膜と細胞膜に局在し，この局在が転写レベルで制御されていることを見いだしている.このことから，MpSYP12Bが油体期に，MpSYP13Bが細胞膜器に発現しているとの仮説を立て，これをプロモーターレポーターアッセイにより検証した．MpSYP12BプロモーターにPEST配列を連結したELucを発現し発光を検出したところ，発光が周期的に増強と減弱を繰り返す様子が観察された．これにより，油体周期の実在が強く支持された．現在MpSYP13Bのプロモータ活性をLucRを用いて検出する系の確立を行っており，今後2色の発光を用いて油体周期を可視化する予定である．
油体周期が発振するタイミングについても重要な知見を得た．mCitrine-MpSYP12BとmRFP-MpSYP13Bを発現する植物を用いて無性芽の長時間タイムラプス観察を行ったところ，MpSYP12Bにより油体膜が認識できるようになる約12時間前に油体母細胞が不等分裂し，娘細胞のうちの小さい細胞に油体が形成される様子が複数回観察された．このことから，油体細胞への運命決定が不等分裂にともなって起こり，この不等分裂が油体周期発振のキューとなっている可能性が考えられる．現在この不等分裂に関わる因子の探索を進めるとともに，近藤と協働して将来油体細胞へと分化する細胞の特徴抽出に取り組んでいる．
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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
植物育成装置の不具合のため当初の研究計画よりもバイオイメージング解析に時間を要したが、今年度の研究活動により上述の通り順調に成果があがっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は引き続きバイオイメージング解析を中心とした油体周期仮説の検証を進めるのに加え、単一油体細胞核トランスクリプトーム解析に向けた条件検討を進める。
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[Journal Article] Design principles of a minimal auxin response system2020
Author(s)
Kato Hirotaka、Mutte Sumanth K.、Suzuki Hidemasa、Crespo Isidro、Das Shubhajit、Radoeva Tatyana、Fontana Mattia、Yoshitake Yoshihiro、Hainiwa Emi、van den Berg Willy、Lindhoud Simon、Ishizaki Kimitsune、Hohlbein Johannes、Borst Jan Willem、Boer D. Roeland、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Weijers Dolf
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Journal Title
Nature Plants
Volume: 6
Pages: 473～482
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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