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2012 Fiscal Year Annual Research Report

Functions and molecular mechanisms of membrane trafficking in biogenesis and functions of cell wall

Planned Research

Project AreaPlant cell wall as information-processing system
Project/Area Number 24114003
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

上田 貴志  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10311333)

Project Period (FY) 2012-06-28 – 2017-03-31
Keywordsエンドサイトーシス / ダイナミン / クラスリン / アダプター複合体 / セルロース合成酵素複合体
Outline of Annual Research Achievements

本年度はまず,エンドサイトーシス小胞形成の最終ステップで機能するダイナミン分子の解析を行った.動物細胞においては,単一のダイナミン分子がエンドサイトーシス小胞を細胞膜からくびり切る役割を担うのに対し,植物においては,DRP1とDRP2という構造が大きく異なる2種類の分子がこの段階に関与することが示唆されている.しかし,これら二つのダイナミン様タンパク質が,同じ小胞のくびり切りに関与しているのか,異なる小胞の形成に関わるのかは不明であった.そこで,植物体内においてDRP1とDRP2 が相互作用しているのかを免疫沈降法により検証し,これらの分子が植物体内で複合体として存在していることを証明した.さらに,蛍光タンパク質で標識したDRPタンパク質が内性のDRPタンパク質と同様の機能を有することを示した上で,超解像イメージングを行い,DRP1とDRP2が共重合し,エンドサイトーシス小胞のくびり切りを実行する様子を観察することに成功した.続いて,イノシトールリン脂質がクラスリン被覆小胞形成において果たす役割を明らかにすることを目的とし,wortmannin, PAOなどの阻害剤がクラスリン被覆小胞形成にどのような影響を与えるのかを解析した.その結果,PI4Pがクラスリンの細胞膜への集合に特に重要であることが明らかとなった.さらに,セルロース合成酵素複合体のイメージング解析をおこなうべく,CESAを蛍光タンパク質でラベルした形質転換体の作出,ダイナミンとの二重可視化ラインの作出もすすめた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまでに,細胞膜上でのダイナミン分子の挙動を超解像顕微鏡を用いて明らかにするとともに,植物のダイナミンが動物のダイナミンとは異なる作用機序を有することを明らかにすることに成功した.細胞壁合成酵素複合体の可視化ラインの作成や,膜交通に異常を持つ変異体の細胞壁成分の解析も進んでおり,研究は計画に沿って順調に進展した.

Strategy for Future Research Activity

引き続き,バイオイメージングを主な手法とした植物の膜交通の解析を進めるとともに,膜交通と細胞壁構築,細胞間シグナリング,生物間相互作用などの関連を明らかにするべく研究を継続する.

  • Research Products

    (16 results)

All 2013 2012

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] RABA members act in distinct steps of subcellular trafficking of the FLAGELLIN SENSING 2 receptor2013

    • Author(s)
      Choi S.
    • Journal Title

      The Plant Cell

      Volume: Published on line Pages: in press

    • DOI

      DOI: http://dx.doi.org/10.1105/tpc.112.108803

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Arabidopsis RABA1 GTPases mediate the transport from the trans-Golgi network to the plasma membrane and are required for salinity stress tolerance.2013

    • Author(s)
      Asaoka R.
    • Journal Title

      Plant J.

      Volume: 73 Pages: 240-249

    • DOI

      DOI: 10.1111/tpj.12023

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct metal recognition by guanine nucleotide exchange factor in the initial step of exchange reaction2013

    • Author(s)
      Uejima T.
    • Journal Title

      Acta Cryst. D

      Volume: 69 Pages: 345-351

    • DOI

      DOI: 10.1107/S0907444912047294

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microtubule stability affects the unique motility of F-actin in Marchantia polymorpha.2013

    • Author(s)
      Era A.
    • Journal Title

      J. Plant Res.

      Volume: 126 Pages: 113-119

    • DOI

      DOI: 10.1007/s10265-012-0496-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Flowering time modulation by a vacuolar SNARE via FLOWERING LOCUS C in Arabidopsis thaliana.2012

    • Author(s)
      Ebine K.
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 7 Pages: e442239

    • DOI

      DOI: 10.1371/journal.pone.0042239

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The physiological role of SYP4 in the abiotic stress response.2012

    • Author(s)
      Uemura T.
    • Journal Title

      Plant Signaling Behavior

      Volume: 7 Pages: 1118-1120

    • DOI

      DOI: 10.4161/psb.21307

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] cis-Golgi proteins accumulate near the ER exit sites and act as the scaffold for Golgi regeneration after brefeldin A treatment in tobacco BY-2 cells.2012

    • Author(s)
      Ito Y.
    • Journal Title

      Mol. Biol. Cell

      Volume: 23 Pages: 3203-3214

    • DOI

      DOI: 10.1091/mbc.E12-01-0034

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Arabidopsis ARF-GEF, GNOM, mediates transport required for innate immunity and focal accumulation of PEN1.2012

    • Author(s)
      Nielsen M.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci USA.

      Volume: 109 Pages: 11443-11448

    • DOI

      DOI: 10.1073/pnas.1117596109

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Statistical organelle dissection of Arabidopsis guard cells using image database LIPS.2012

    • Author(s)
      Higaki T.
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 2 Pages: 405

    • DOI

      DOI: 10.1038/srep00405

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conserved and plant-unique mechanisms regulating plant post-Golgi traffic.2012

    • Author(s)
      Fujimot M.
    • Journal Title

      Front. Plant Sci.

      Volume: 3 Pages: 197

    • DOI

      DOI: 10.3389/fpls.2012.00197

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ゼニゴケ細胞生物学2012

    • Author(s)
      恵良厚子
    • Journal Title

      BSJ-Review

      Volume: 3 Pages: 114-121

  • [Journal Article] 細胞壁資材の細胞内輸送-植物の膜交通と細胞壁-2012

    • Author(s)
      藤本優
    • Journal Title

      遺伝

      Volume: 66 Pages: 47-52

  • [Presentation] Mechanism and function of plant-unique membrane trafficking pathways2013

    • Author(s)
      Takashi Ueda
    • Organizer
      IWPMB 2013
    • Place of Presentation
      Kurashiki Geibunkan (Kurashiki)
    • Year and Date
      2013-03-27
    • Invited
  • [Presentation] 植物におけるポストゴルジ輸送経路の多様化と進化2012

    • Author(s)
      上田貴志
    • Organizer
      日本植物学会第76回大会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大(姫路)
    • Year and Date
      2012-09-16
    • Invited
  • [Book] 植物細胞壁 (分担執筆)2013

    • Author(s)
      上田貴志
    • Total Pages
      349
    • Publisher
      講談社
  • [Book] Endocytosis in plants (分担執筆)2012

    • Author(s)
      Ueda T.
    • Total Pages
      336
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2018-02-02  

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