褐藻類の細胞質分裂における隔膜融合の仕組みと関連タンパク質の探策

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21770065
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 長里 千香子 Hokkaido University, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (00374710)
• Keywords: 褐藻 / 細胞質分裂 / 膜融合 / 微細構造 / 細胞骨格

Research Abstract

褐藻類の細胞質分裂は、ほかの真核生物で報告されている「細胞膜の収縮」や「細胞板の形成」とは異なる様式で進行していることが明らかになっている。褐藻類の細胞質分裂には、平板小嚢とゴルジ体由来小胞という2種類の膜構造が関与している。平板小嚢とは直径が約500nm、高さが20nmの褐藻類の細胞質分裂時に出現する特異的な構造であるが、この平板小嚢とゴルジ体由来小胞がどのように融合し、隔膜を形成していくのか、さらには膜融合過程に関連するタンパク質を探索することが本研究課題の目的である。本年度は褐藻類の細胞質分裂に見られる膜構造の変化を三次元レベルで理解するために、細胞質分裂が行われている褐藻エゾイシゲ接合子について急速凍結置換法で透過型電子顕微鏡用試料を作成し、その試料に対して電子線トモグラフィー解析を行った。より広範囲での三次元構造を再現するため、大阪大学超高圧電子顕微鏡センターにある最高加速電圧300KV(使用加速電圧300kV)、3000kV(使用加速電圧2000kV)の試料傾斜装置のついた透過型電子顕微鏡を用い、それぞれ300nm、1μmの切片に対し、±60°の範囲で連続傾斜画像を取得し、コロラド大学で開発されたIMOD softwareを用いて再構成の計算を行った。その結果、通常の透過型電子顕微鏡で認識されていた構造よりも複雑な膜構造と膜融合過程が存在していることが明らかになった。これらの成果に関しては、国内をはじめ国際学会で発表を行った。また、細胞質分裂期のヒバマタ接合子よりタンパク質を抽出し、アクチンフィラメントの働きをlatrunculin Bで阻害し、細胞質分裂の進行を抑制した際のヒバマタ接合子より抽出したタンパク質でそれぞれ2次元電気泳動を行い、発現に差異のあるスポットをBioRadのPD Questを用いて現在、解析を行っているところである。

Research Products

• [Journal Article] Disappearance of male mitochondrial DNA after the 4-celled stage sporophyte of the isogamous brown alga Scytosiphon lomentaria(Scytosiphonales, Phaeophyceae) (2010)
  • Author(s): Kimura, K., Nagasato, C., Kogame, K., Motomura, T.
  • Journal Title: Journal of Phycology 46 Pages: 143-152
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distribution and phylogeny of the blue light receptors aureochromes in eukaryotes (2009)
  • Author(s): Ishikawa, M., Takahashi, F., Nozaki, H., Nagasato, C., Motomura, T., Kataoka, H.
  • Journal Title: Planta 203 Pages: 543-552
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel proteins comprising the Stramenopile tripartite mastigoneme in Ochromonas danica(Chrisophyceae) (2009)
  • Author(s): Yamagishi, T., Motomura, T., Nagasato, C., Kawai, H.
  • Journal Title: Journal of Phycology 45 Pages: 1100-1105
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cytoplasmic inheritance of organelles in brown algae (2009)
  • Author(s): Motomura, T., Nagasato, C., Kimura, K.
  • Journal Title: Journal of Plant Research 52 Pages: 185-192
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 電子線トモグラフィー法を用いた褐藻エゾイシゲの細胞質分裂における膜構造変化の解析 (2010)
  • Author(s): 長里千香子, 梶村直子, 植木知佳, 峰雪芳宣, 本村泰三
  • Organizer: 藻類学会第34回大会
  • Place of Presentation: 筑波大学, つくば
  • Year and Date: 2010-03-21
• [Presentation] 褐藻アミジグサにおける細胞質分裂時に形成される plasmodesmata の微細構造解析 (2010)
  • Author(s): 寺内真, 梶村直子, 長里千香子, Christos Katsaros, 峰雪芳宣, 本村泰三
  • Organizer: 藻類学会第34回大会
  • Place of Presentation: 筑波大学, つくば
  • Year and Date: 2010-03-21
• [Presentation] 褐藻類の細胞質分裂に関与する2種の膜構造と膜融合過程 (2009)
  • Author(s): 長里千香子, 本村泰三
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜, 横浜市
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] 進化の原動力=細胞内共生 (2009)
  • Author(s): 長里千香子
  • Organizer: 日本植物学会第73回大会
  • Place of Presentation: 山形大学, 山形市
  • Year and Date: 2009-09-20
• [Presentation] クロララクニオン藻 Partenskyella glossopodia における細胞質分裂過程の形態学的観察 (2009)
  • Author(s): 遠藤寛子, 太田修平, 長里千香子, 本村泰三, 石田健一郎
  • Organizer: 日本植物学会第73回大会
  • Place of Presentation: 山形大学, 山形市
  • Year and Date: 2009-09-19
• [Presentation] 褐藻類の細胞質分裂における膜融合過程と細胞壁形成のタイミング (2009)
  • Author(s): 長里千香子, 井上晶, 尾島孝男, 奥田一雄, 本村泰三
  • Organizer: 日本植物学会第73回大会
  • Place of Presentation: 山形大学, 山形市
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] Novel proteins composing the stramenopile tripartite mastigoneme in Ochromonas danica(Chrysophyceae) (2009)
  • Author(s): Yamagishi, T., Motomura, T., Nagasato, C., Kawai, H.
  • Organizer: 第9回国際藻類学会議
  • Place of Presentation: 代々木オリンピックセンター, 東京
  • Year and Date: 2009-08-06
• [Presentation] Membrane fusion during cytokinesis of brown algae, Fucus distichus and Silvetia babingtonii(Fucales, Phaeophyceae) (2009)
  • Author(s): 長里千香子, 井上晶, 尾島孝男, 奥田一雄, 本村泰三
  • Organizer: 第9回国際藻類学会議
  • Place of Presentation: 代々木オリンピックセンター, 東京
  • Year and Date: 2009-08-04
• [Presentation] Differences of elimination timinig in male mitochondria and mitochondrial DNA after fertilization between isogamous and oogamous brown algae (2009)
  • Author(s): Kimura, K., Kogame, K., Uwai, S., Nagasato, C., Motomura, T.
  • Organizer: 第9回国際藻類学会議
  • Place of Presentation: 代々木オリンピックセンター, 東京
  • Year and Date: 2009-08-04
• [Presentation] The EST Analysis and Fundamental Experiment for Gene transformation in Chrysophycean alga Ochromonas danica (2009)
  • Author(s): Terauchi, M., Kato, A., Nagasato, C., Motomura, T.
  • Organizer: 第9回国際藻類学会議
  • Place of Presentation: 代々木オリンピックセンター, 東京
  • Year and Date: 2009-08-04
• [Presentation] Ultrastructural observation on the nuclear division of a chlorarachniophyte alga, Partenskyella glossonodia (2009)
  • Author(s): 遠藤寛子, 太田修平, 長里千香子, 本村泰三, 石田健一郎
  • Organizer: 第9回国際藻類学会議
  • Place of Presentation: 代々木オリンピックセンター, 東京
  • Year and Date: 2009-08-04
• [Presentation] Sex-related proteins in Scytosiphon lomentaria(Phaeophyceae)-a comparative proteomic approach (2009)
  • Author(s): Schmid, D., Nagasato, C., Muck, A., Loele, A., Svatos, A., Motomura, T., Boland, W.
  • Organizer: 第9回国際藻類学会議
  • Place of Presentation: 代々木オリンピックセンター, 東京
  • Year and Date: 2009-08-04