2020 Fiscal Year Research-status Report
Mechanical manipulation and in vitro reconstitution of microtubule severing
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18KK0195
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中村 匡良 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任講師 (40553409)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉成 晃 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 学振特別研究員(PD) (00829872)
橋本 隆 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80180826)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2022-03-31
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| Keywords | 微小管 / 細胞骨格 / カタニン / チューブリン / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微小管の配向パターン形成の制御は、染色体分離や細胞極性、形態形成など生物に必須な活動に寄与している。発生や環境シグナルに応答し植物が表層微小管の変化させるためには、カタニンによる微小管切断が重要である。微小管動態解析により植物体表面の間期表皮細胞における微小管切断部位や切断に要する時間は確認できるが、カタニンの局在性や切断活性制御の分子基盤は明らかとなっていない。そこで、本研究では、従来の遺伝学や生化学的解析に加え、ライブセルイメージング法やin vitro再構築系の確立を行うことで微小管切断装置を分子レベル・細胞レベルで理解することを目的とする。微小管切断因子であるカタニンは切断活性を持つp60サブユニット、及び切断部位や活性を制御するp80サブユニットで構成される。表層微小管の時間的空間的な制御機構を明らかにするため、p80および関連タンパク質のカタニン局在への機能を調べる。計画３年目は海外での研究が不可能であったため、国内研究機関での研究が中心となった。観察用マーカーラインを整備し、表皮細胞でのp80sと微小管の動態解析、in vitro実験用のp60とp80タンパク質の準備、植物体チューブリン精製系の確立を行った。また、質量分析により植物チューブリンの翻訳後修飾解析とカタニン相互作用因子の同定を行い、同定されたアセチル化やリン酸化、相互作用因子が微小管切断機構や微小管配向制御にどのように寄与するか解析を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
海外での研究ができなかったため国内機関での研究が中心となった。計画研究に加え、動態解析や質量分析を行い新しいチューブリンの翻訳後修飾やカタニンの相互作用因子を同定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
動的微小管を用いたin vitro再構成系の確立を行い、これまでに得られた微小管切断タンパク質p60サブユニット・p80サブユニットの微小管交差部位でのカタニン局在性への機能を調べる。光ピンセットにより交差された微小管へのカタニンタンパク質の局在性解析を行う。質量分析の結果得られたチューブリン翻訳後修飾やカタニン相互作用因子の微小管切断への影響を解析する。細胞層深部でのカタニンの動態観察を行い、微小管切断機能の解析を行う。
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| Causes of Carryover |
海外での研究ができなかったため国内機関での研究が中心となった。遂行できなかった実験の一部を次年度へ延期したために次年度使用額が生じた。次年度において研究計画で示した実験とともに延期した一部の実験や解析を追加して行う。海外での研究が可能になり次第渡航計画を立てるが、目処が立たない場合は補助事業期間延長承認申請を行う。
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[Journal Article] Using genetically encoded fluorescent biosensors for quantitative in vivo imaging.2021
Author(s)
Yoshinari, A., Moe-Lange, J., Kleist, T.J., Cartwright, H.N., Quint, D.A., Ehrhardt, D.W., Frommer, W.B. and Nakamura, M.
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Journal Title
Arabidopsis Protocols Methods in Molecular Biology
Volume: 2200
Pages: 303-322
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Covalent Self-labeling of Tagged Proteins with Chemical Fluorescent Dyes in BY-2 Cells and Arabidopsis Seedlings2020
Author(s)
Iwatate, J.R., Yoshinari, A., Yagi, N., Grzybowski, M., Ogasawara, H., Kamiya, M., Komatsu, T., Taki, M., Yamaguchi, S., Frommer, W.B. and Nakamura, M.
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Journal Title
The Plant Cell
Volume: 32
Pages: 3081-3094
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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