2020 Fiscal Year Research-status Report
コケ植物の仮根細胞における先端成長の分子機構とその進化的意義の解明
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19K06709
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
本瀬 宏康 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (70342863)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 成長極性 / 微小管 / NIMA関連キナーゼ / キネシン / コケ植物 / 仮根細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物は方向性を持って成長するが、これは器官を構成する個々の細胞が方向性を持って成長するためである。細胞の成長方向は、細胞骨格の微小管により制御されるが、微小管がどのように調節され、どのような機能を果たしているのか、未だ不明な点が多い。そこで、ゼニゴケの仮根細胞をモデル系として、細胞の成長極性がどのように決まり、安定に維持されるのか解析した。仮根細胞は、地面に沿って成長する葉状体の裏側（腹側）表皮の一部が仮根細胞に分化し、細胞の一部に成長点が形成されて、フィラメント状に伸長する。この過程を先端成長といい、種子植物の花粉管、維管束植物の根毛細胞、コケ植物の原糸体などで見られる。仮根細胞の成長の仕組みについてはほとんど分かっていない。
まず、仮根細胞のライブイメージング系を確立し、微小管やオルガネラなどの細胞内構造の挙動を明らかにした（論文投稿中）。NIMA関連キナーゼMpNEK1は、仮根先端に局在し、仮根細胞の成長方向を制御する。MpNEK1の機能にはキナーゼ活性が必要であること、先端への局在に必要なMpNEK1の機能ドメインを特定した。MpNEK1は細胞分裂にも関与しており、生殖器の伸長に必要であることを示した。加えて、MpNEK1によりリン酸化される新規なタンパク質を見出した。また、仮根の伸長と極性の両方に必要なキネシンの機能を解析し、研究のまとめを行なっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
・仮根細胞のライブイメージング系と細胞内構造の挙動についてまとめた。
・NIMA関連キナーゼの構造と機能の関係、生殖器における機能を明らかにした。
・NIMA関連キナーゼの標的タンパク質を特定し、解析を行った。
・キネシンの仮根伸長における機能を解析し、まとめを行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、仮根細胞のライブイメージング系を用い、成長極性制御機構を明らかにする。特に、細胞骨格やオルガネラの挙動を解析するためのツールを拡充する。仮根のライブイメージングについての論文を出版する。また、仮根の伸長と極性の両方に必要なキネシンの機能についてまとめ、論文を投稿する。更に、NIMA関連キナーゼの誘導系、構造と機能の関係、生殖器における機能についてまとめを行う。MpNEK1と相互作用する因子やリン酸化される新規タンパク質についての機能解析を進める。
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| Causes of Carryover |
論文の出版が年度内に間に合わなかったため、出版費を次年度に繰り越した。
作成中のコンストラクトと形質転換体が年度内に間に合わなかったため、次年度に繰り越した。
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