2014 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロボディの分裂マシンの解明に基づくオルガネラ分裂増殖の全貌解明
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25650101
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
黒岩 常祥 立教大学, 理学部, 特定課題研究員 (50033353)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | マイクロボディ / ペルオキシソーム / 膜系オルガネラ / 単膜系オルガネラ / 複膜系オルガネラ / 分裂マシン / ダイナミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
真核細胞内には生命活動に必須な7種の膜系オルガネラがある。DNAを含む複膜系(細胞核、ミトコンドリア、色素体）3種とDNAを含まない単膜系オルガネラ(小胞体、ゴルジ体、リソソーム、ペルオキソソーム）4種である。一般に動植物細胞では細胞核以外のオルガネラの数が数百から数千と多く、オルガネラの分裂・増殖の研究には不適当であった。そこでオルガネラを最小単位含み、光の明暗で分裂を同調化させることができる原始紅藻Cyanidioschyzon merolae (シゾン)を見出し、世界ではじめて複膜系の色素体とミトコンドリアの分裂・増殖に必須な分裂マシン（PD、MD）を発見してきた。一方、単膜系のオルガネラでも分裂マシンがあると予想し解析したが明瞭な分裂マシン構造を発見することができなかった。
本研究では、予備実験で分裂マシンがあると示唆されたマイクロボディ（ペルオキシソーム）において、ゲノム情報を基盤にしたオミクス科学を使って分裂マシンの詳細な解析をした。その結果、分裂マシンはダイナミン(ミトコンドリアのDnm1に類似)を主とする外側リングと、細い繊維の束を主とする内側リングの複合体であることがわかった。分裂の最初と最後におけるダイナミンの量が変動しないことから、分裂マシンの分裂面での収縮は、細い繊維の分解により起こっていることが示唆され、マイクロボディの分裂モデルを提案した。複膜系分裂マシンの収縮はダイナミンと細い繊維の滑りで起こることが分かっており、今後は単膜系、複膜系両者の分裂機構の詳細な解析が必要である。
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[Journal Article] Cytological evidence of cell-nuclear genome size of a new ultrasmall unicellular freshwater green alga, Chlorophyte sp. Medakamo hakoo: I. Comparison with Cyanidioschyzon merolae and Ostreococcus tauri.2015
Author(s)
Kuroiwa, T., Ohnuma, M., Nozaki, H., Imoto, Y., Misumi, O. and Kuroiwa, H.
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Journal Title
Cytologia
Volume: 80
Pages: 1-8
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Optimization of polyethylene glycol (PEG)-mediated DNA introduction2014
Author(s)
Ohnuma, M., Yokoyama, T., Inouye, T., Sekine, Y., Kuroiwa, T. and Tanaka, T.
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Journal Title
J Gen Appl Microbiol
Volume: l60
Pages: 156-159
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Algae sense exact temperatures: small heat shock proteins are expressed at the survival threshold temperature in Cyanidioschyzon merolae and Chlamydomonas reinhardtii.2014
Author(s)
Kobayashi, Y., Harada, N., Nishimura, Y., Saito, T., Nakamura, M., Fujiwara, T., Kuroiwa, T., Misumi, O.
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Journal Title
Gen Biol Evol.
Volume: 6
Pages: 2731-2740
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Book] Mechanisms of division and inheritance of mitochondria and chroroplastsin Atlas in Plant Cell Structure2014
Author(s)
Kuroiwa, T. and Miyakawa, I. (eds: Noguchi, T., Kawano, S., Tsukaya, H., Matsunaga, S., Sakai, A., Karahara, I., Hayashi, Y.)
Total Pages
202 (26-27)
Publisher
Springer
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[Book] Chloroplast divide by contraction of a bundle of polyglucan nanofilaments in Atlas in Plant Cell Structure2014
Author(s)
Yoshida, Y.and Kuroiwa,T. (eds: Noguchi, T., Kawano, S., Tsukaya, H., Matsunaga, S., Sakai, A., Karahara, I., Hayashi, Y.)
Total Pages
202 (48-49)
Publisher
Springer
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[Book] Chloroplast division machinery in Pelargonium zonale Ait in Atlas in Plant Cell Structure2014
Author(s)
Kuroiwa, H. and Kuroiwa, T. (eds: Noguchi, T., Kawano, S., Tsukaya, H., Matsunaga, S., Sakai, A., Karahara, I., Hayashi, Y.)
Total Pages
202 (66-67)
Publisher
Springer
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[Book] Production of oil bodies in response to nitogen starvation in Chlamudomonas reinhardtii in IAtlas in Plant Cell Structure2014
Author(s)
Kuroiwa, H. and Kuroiwa,T. (eds: Noguchi, T., Kawano, S., Tsukaya, H., Matsunaga, S., Sakai, A., Karahara, I., Hayashi, Y.)
Total Pages
202 (104-105)
Publisher
Springer
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[Book] Egg cells with giant mitochondria in a higher plant, Pelargonium zonale Ait in Atlas in Plant Cell Structure2014
Author(s)
Kuroiwa, H. and Kuroiwa,T(eds: Noguchi, T., Kawano, S., Tsukaya, H., Matsunaga, S., Sakai, A., Karahara, I., Hayashi, Y.)
Total Pages
202 (180-181)
Publisher
Springer
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[Book] AZygote and sperm cells during early embryogenesis in higher plant, Pelargonium zonale Ait iin Atlas in Plant Cell Structure2014
Author(s)
Kuroiwa, H. and Kuroiwa,T. (eds: Noguchi, T., Kawano, S., Tsukaya, H., Matsunaga, S., Sakai, A., Karahara, I., Hayashi, Y.)
Total Pages
202 (182-183)
Publisher
Springer
