RABとSNAREの新規獲得と二次的喪失が駆動する膜交通システム多様化機構の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04382
• Research Institution: The 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): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 膜交通 / Rab GTPase / SNARE / 多様化 / 進化

Outline of Annual Research Achievements

VAMP727のlongin domainに存在する酸性挿入配列がR-SNAREの機能転換に果たした役割を明らかにするため，酸性挿入配列依存的にVAMP727に結合する分子を共免疫沈降－質量分析法により探索した．その結果，被覆複合体の一種であるAP-4が挿入配列依存的にVAMP727に結合することが明らかとなった．そこで，AP-4を欠失したシロイヌナズナ変異体においてVAMP727の局在を調べたところ，その局在がエンドソームからTGNへと変化することを突き止めた．このことから，酸性挿入配列の獲得により被覆複合体との相互作用特性が変化したことが，VAMP727の新規機能の獲得に寄与したことが明らかとなった．
植物特異的なRAB GTPaseであるARA6について，エフェクター分子の機能解析を進めた．その結果，エフェクターの一つであるPUF2が，不活性型の保存型RAB5と活性型ARA6の双方に結合するとともに，そこに両者の活性化因子であるVPS9aをリクルートしてくることにより，エンドソーム周辺の輸送経路を統御していることが明らかとなった．
ゼニゴケのSNAREとRAB GTPaseの解析を進めた．特に，種子植物においては二次的に失われているRAB23について重点的に解析を進めた．ゼニゴケのRAB23 (MpRAB23)の変異体を作製し，その表現型を解析した結果，MpRAB23が鞭毛の運動に必須の役割を担っていること，Mprab23変異体においては軸糸の構造が著しく異常となっていることが明らかとなった．

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

既に酸性挿入配列依存的にVAMP727に結合する因子を同定するなど，研究は計画を上回るペースで進展している．

Strategy for Future Research Activity

さらなる飛躍的な研究の進展を期して，研究計画に沿って研究を推進する．

Research Products

• [Journal Article] AtNHX5 and AtNHX6 are Required for the Subcellular Localization of the SNARE Complex that Mediates the Trafficking of Seed Storage Proteins in Arabidopsis (2016)
  • Author(s): Wu, X., Ebine, K., Ueda, T. and Qiu, Q.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 11 Pages: e0151658
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0151658
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Accumulation of fluorescent proteins derived from a trans-Golgi cisternal membrane marker and paramural bodies in interdigitated apoplastic space in Arabidopsis leaf epidermis (2016)
  • Author(s): Akita, K., Kobayashi, M., Sato, M., Kutsuna, N., Ueda, T., Toyooka, K., Nagata, N., Hasezawa, S., and Higaki, T.
  • Journal Title: Protoplasma Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1007/s00709-016-0955-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distribution of RAB5-positive multivesicular endosomes and the trans-Golgi network in root meristematic cells of Arabidopsis thaliana (2016)
  • Author(s): Ito, E., Uemura, T., Ueda, T. (corresponding author), and Nakano, A.
  • Journal Title: Plant Biotech. Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.16.0218a
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Functional analyses of the plant-specific C-terminal region of VPS9a: the activating factor for RAB5 in Arabidopsis thaliana (2016)
  • Author(s): Sunada, M., Goh, T., Ueda, T. (corresponding author) and Nakano, A.
  • Journal Title: J. Plant Res. Volume: 129 Pages: 93-102
  • DOI: 10.1007/s10265-015-0760-5
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] SNARE Molecules in Marchantia polymorpha: Unique and Conserved Features of the Membrane Fusion Machinery (2016)
  • Author(s): Kanazawa, T., Era, A., Minamino, N., Shikano, Y., Fujimoto, M., Uemura, T., Nishihama, R., Yamato, K.T., Ishizaki, K., Nishiyama, T., Kohchi, T., Nakano, A. and Ueda, T.
  • Journal Title: Plant Cell Phys. Volume: 57 Pages: 307-324
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv076
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The naming of names: guidelines for gene nomenclature in Marchantia (2016)
  • Author(s): Bowman, J. L., Araki, T., Arteaga-Vazquez, M. A., Berger, F., Dolan, L., Haseloff, J., Ishizaki, K., Kyozuka, J., Lin, S., Nagasaki, H., Nakagami, H., Nakajima, K., Nakamura, Y., Ohashi-Ito, K., Sawa, S., Shimamura, M., Solano, R., Tsukaya, H., Ueda, T., Watanabe, Y., Yamato, K. T., Zachgo, S. and Kohchi, T.
  • Journal Title: Plant Cell Phys. Volume: 57 Pages: 257-261
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv193
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Anthocyanin Vacuolar Inclusions Form by a Microautophagy Mechanism (2015)
  • Author(s): Chanoca, A., Kovinich, N., Burkel, B., Stecha, S., Bohorquez-Restrepo, A., Ueda, T., Eliceiri, KW., Grotewold, E. and Otegui, MS.
  • Journal Title: Plant Cell Volume: 27 Pages: 2545-2559
  • DOI: 10.1105/tpc.15.00589
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Guanine nucleotide exchange factor 2 for Rab5 proteins coordinated with GLUP6/GEF regulates the intracellular transport of the proglutelin from the Golgi apparatus to the protein storage vacuole in rice endosperm (2015)
  • Author(s): Wen, L., Fukuda, M., Sunada, M., Ishino, S., Ishino, Y., Okita, W.T., Ogawa, M., Ueda, T. and Kumamaru, T.
  • Journal Title: J. Exp. Bot. Volume: 66 Pages: 6137-6147
  • DOI: 10.1093/jxb/erv325
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Roles of membrane trafficking in plant cell wall dynamics (2015)
  • Author(s): Ebine, K., and Ueda, T.
  • Journal Title: Front. Plant Sci. Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.3389/fpls.2015.00878
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 細胞壁の構築・維持と膜交通システム (2015)
  • Author(s): 海老根一生，上田貴志
  • Journal Title: 植物の生長調節 Volume: 50 Pages: 43-49
• [Book] 植物細胞壁実験法 (2016)
  • Author(s): 伊藤瑛海，藤本優，石井みどり，上田貴志（分担執筆）
  • Total Pages: 403
  • Publisher: 弘前大学出版会