2017 Fiscal Year Research-status Report
植物の協調的な細胞板形成の分子機構の研究：リン酸化ネットワークを基軸として
| Project/Area Number |
17K07432
|
|---|
| Research Institution | Hirosaki University |
|---|
Principal Investigator |
笹部 美知子 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (00454380)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 細胞質分裂 / フラグモプラスト / 微小管 / 細胞板 / MAPK / 微小管結合タンパク質 / プロテインキナーゼ / リン酸化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
植物の細胞質分裂は植物固有のMAPKカスケードにより制御されている。本研究では、シロイヌナズナにおける本MAPKカスケードの最下流因子MPK4 MAPKの基質の同定と機能解析を基軸として細胞質分裂の分子機構の解明を目指している。本年度は、これまでに質量分析により同定した60のMPK4の基質候補タンパク質の中から細胞周期特異的な発現パターンを示す６因子について細胞内局在解析、リン酸化解析を行った。この結果、細胞質分裂時にMPK4と共局在を示す因子が3つ同定され、それらのうち2つはMPK4によってin vitroでリン酸化されることも分かった。さらに、そのうちの一つについてはMPK4によるリン酸化部位も同定することができた。今後、本因子の細胞質分裂における機能とリン酸化による制御のしくみを明らかにしていく予定である。
本年度は、本カスケードと協調して働く新規因子の候補として同定したレセプター様キナーゼ（M-phase specific receptor like kinase 1 ; MRLK1）の機能解析も進めた。MRLK1はM期特的発現パターンを示すので、M期における細胞内局在の解析を行ったところ、M期後期までは微小管構造体周辺に、細胞質分裂時には細胞板の縁（細胞板形成部位）に強く局在することが分かった。デリーション変異体と小胞輸送阻害剤 Brefeldin A（BFA）を用いた解析から、1) MRLK1の細胞板形成部位への局在には膜貫通ドメインとレセプタードメインが必要であること、2) MRLK1の局在はBFA感受性の膜交通システムを介していることが明らかとなった。加えて、細胞板形成部位への局在に必要なドメインを欠くデリーション変異体を過剰発現した培養細胞では、細胞板形成の異常が高頻度で観察されたことから、本因子が細胞板形成を制御する新しい因子である可能性が示唆された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
細胞板形成に関わるMAPキナーゼカスケードの新規標的分子について、候補因子の同定は順次進んでいる。また、本カスケードと協調して働く因子として昨年度までに同定していたレセプターキナーゼについて機能解析を進め、局在のメカニズムを明らかにすると同時に細胞板形成への関与を明らかにすることができたことから、研究はおおむね順調に進行していると考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
MPK4の基質候補として同定された因子について、細胞板形成時の分子機能を明らかにする。具体的には、第一候補のキネシンについてはその生化学的機能とリン酸化による機能制御のしくみについて解析を進める。また、これまでに樹立している微小管や細胞板のマーカー遺伝子発現培養細胞株を用いて、ドミナントネガティブやドミナントアクティブの過剰発現体を作製し、マーカーの挙動や表現型の解析を行い、細胞板形成時の分子機能を明らかにする。
MRLK1に関しては、変異体及び過剰発現体を用いた個体レベルでの遺伝学的解析を進め、分裂時の機能及び個体における機能を明らかにする。また、MRLK1はレセプターキナーゼであることから、リガンド及び基質の探索を生化学ベースで進める予定である。
|
| Causes of Carryover |
クリーンベンチのHEPAフィルターの交換を予定していたが、製品の納入が予定より遅れたため、次年度購入となった。次年度に差額予算で導入予定である。また、実験補佐のためアルバイトを雇用予定であったが適当な人材を見つけることができなかったため差額が生じた。次年度は、差額予算で雇用を予定している。
|
-
-
-
-
-
-
[Presentation] タバコBY-2細胞のプロトプラストと生理活性化合物を利用した植物細胞の伸長と分裂方向を決める因子の探索2017
Author(s)
橋場真子, 鈴木伶奈, 高橋雛子, 樋口菜々美, 伊藤千尋, 佐野亮輔, 倉田哲也, 出村拓, 渡邊悦子, 上村松生, 町田泰則, 笹部美知子
Organizer
東北植物学会第7回大会
-
