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2021 Fiscal Year Research-status Report

植物核ラミナによるセントロメア配置制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 21K06247
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

坂本 勇貴  大阪大学, 理学研究科, 助教 (00735483)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsセントロメア / 核ラミナ / 核内構造
Outline of Annual Research Achievements

真核生物のゲノムDNAは核内で漂っているのではなく、適切なゲノム領域が適切な核内の位置に配置されることで特定のゲノム領域の遺伝子発現やエピゲノム状態が最適な状態に維持されている。そのために多くの核内構造体はゲノムDNAと結合し、その核内配置を制御しつつ様々な核内イベントの場を提供している。これまでの研究で、私はシロイヌナズナの核ラミナ構成タンパク質CRWNsの二重欠損株crwn1crwn4において、セントロメアの核内動態が異常になることを発見した。本研究ではシロイヌナズナを用いて、セントロメアが核内に適切に配置されるために必要な分子機構を明らかにする。本年度は以下の2点について研究を進めた。
1.CRWNsとセントロメアの相互作用解析
CRWNsとセントロメア特異的ヒストンCENH3の共免疫沈降およびイメージング解析により、CRWNsがCENH3と相互作用することが示唆された。
2.CRWNs以外の関連因子の探索
CRWNs以外の多数の核内タンパク質および核膜タンパク質の遺伝子欠損株のセントロメアを可視化した植物を作出し、セントロメアの配置を観察した。その結果、複数の遺伝子欠損株でセントロメアの配置が異常になることを発見した。これらの因子とCRWNsの関連を明らかにするため多重遺伝子欠損株を作出した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の想定よりも早くセントロメアの配置制御に関わるCRWNs以外の因子を突き止めることができ、研究が前倒しで進行しているため。

Strategy for Future Research Activity

本年度明らかになったセントロメアの配置制御に関わるCRWNs以外の因子がセントロメア動態の制御に関わっているかを検証するため、ライブセルイメージング解析を行う。それに加え、これらの因子とCRWNsが協調して機能しているか、独立して機能しているかを、多重遺伝子欠損株のセントロメア配置および動態を観察することで明らかにする。また、セントロメアの配置制御が細胞周期のどのタイミングで行われるか明らかにするために、シロイヌナズナの根端の分裂細胞を用いて、ライブセルイメージング解析によりセントロメアの分配、再配置過程の詳細な解析を行う。

Causes of Carryover

関連タンパク質の探索が想定より小規模で収まったため。次年度はライブセルイメージング解析に必要な顕微鏡用カメラの購入に使用する。

  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Improved clearing method contributes to deep imaging of plant organs2022

    • Author(s)
      Sakamoto Yuki、Ishimoto Anna、Sakai Yuuki、Sato Moeko、Nishihama Ryuichi、Abe Konami、Sano Yoshitake、Furuichi Teiichi、Tsuji Hiroyuki、Kohchi Takayuki、Matsunaga Sachihiro
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 5 Pages: 12

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02955-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Whole-Tissue Three-Dimensional Imaging of Rice at Single-Cell Resolution2021

    • Author(s)
      Sato Moeko、Akashi Hiroko、Sakamoto Yuki、Matsunaga Sachihiro、Tsuji Hiroyuki
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Pages: 40

    • DOI

      10.3390/ijms23010040

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Identification of novel inner nuclear membrane protein2022

    • Author(s)
      Yoshiki Akiyama, Mio Shibuta, Yuki Sakamoto, Yayoi Inui, Takuya Sakamoto, Sachihiro Matsunaga
    • Organizer
      The 63rd Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists
  • [Presentation] Analysis of centromeres distribution mechanism by the nuclear pore complex in Arabidopsis thaliana2022

    • Author(s)
      Nanami Ito, Takuya Sakamoto, Yuki Sakamoto, Sachihiro Matsunaga
    • Organizer
      The 63rd Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists
  • [Presentation] 植物の核膜内膜に存在する新奇タンパク質の同定2021

    • Author(s)
      秋山 義樹,澁田 未央,坂本 勇貴,乾 弥生,坂本 卓也,松永 幸大
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
  • [Presentation] シロイヌナズナにおいて核膜孔複合体はセントロメア配置制御をする2021

    • Author(s)
      伊藤 ななみ,坂本 卓也,坂本 勇貴,松永 幸大
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
  • [Presentation] 植物細胞核の形態を制御する核内構造の研究2021

    • Author(s)
      坂本 勇貴
    • Organizer
      日本植物形態学会第33回総会・大会
    • Invited
  • [Presentation] 核膜孔複合体によるセントロメア配置制御機構の解析2021

    • Author(s)
      伊藤 ななみ,坂本 卓也,坂本 勇貴,松永 幸大
    • Organizer
      日本植物形態学会第33回総会・大会
  • [Presentation] 植物での新奇核膜内膜タンパク質の同定2021

    • Author(s)
      秋山 義樹,澁田 未央,坂本 勇貴,乾 弥生,松永 朋子,坂本 卓也,松永 幸大
    • Organizer
      日本植物形態学会第33回総会・大会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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