2014 Fiscal Year Research-status Report
植物細胞分裂を制御する新奇蛋白質リン酸化酵素と脱リン酸化酵素の単離と機能解析
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26840086
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
笹部 美知子 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (00454380)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 細胞分裂 / 細胞質分裂 / プロテインキナーゼ / プロテインホスファターゼ / MAPK / CDK / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の細胞質分裂は、特定のMAPKカスケードの活性化により開始されるが、この経路の活性化はサイクリン依存性キナーゼ（CDK）によって、特定の時期までは負に制御されている。この経路の上流の制御系の解明を目指して、CDKによる負の制御を解除する因子の探索と候補因子の機能解析を進めた。CDKは、MAPKカスケードの活性化因子であるNACK1をリン酸化することにより不活性化し、細胞質分裂の開始を抑制している。そこで、酵母２ハイブリッドシステムにより、CDKによるNACK1の負の制御を解除する因子の探索行っているが、本年度は、得られた候補因子、PP2C様ホスファターゼに着目して、解析を行った。このホスファターゼは、酵母内でNACK1のCDKリン酸化領域と結合する因子として同定されたが、in vitroにおいてNACK1だけでなく、NPK1のCDKリン酸化領域とも結合した。また、細胞分裂時の細胞内局在はNACK1やNPK1と一部類似したパターンを示したことから、本因子はMAPKカスケードの細胞質分裂時の特異的活性化に関与する因子である可能性が示唆された。シロイヌナズナゲノム中には、本遺伝子とよく似た配列を持つ遺伝子が2つ存在する。これらの遺伝子のシロイヌナズナのおける発現パターンについて、レポーター遺伝子を用いて解析したところ、側根原基や、主根及び側根の根端の分裂領域、葉原基といや分裂の盛んな組織で優先的に発現していることが示された。このことは、このホスファターゼが、分裂期に機能しているという仮説と矛盾しない。今後、さらに生化学的性質や、分裂期における機能を解析していく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、植物の細胞分裂に関わる新奇制御因子を同定し、細胞分裂の進行を制御する分子機構を解明することを目的としているが、今回、細胞質分裂の開始に関わっている可能性の高い新しい候補因子を得ることができたことから、研究はおおむね順調に進行していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
植物の細胞分裂に関わる新奇制御因子の候補として、PP2C様ホスファターゼを単離することが出来た。本年度は、このホスファターゼの分裂時における機能解析と、変異体における表現型を詳細に解析し、その分子機能を明らかにする予定である。具体的には、このホスファターゼの脱リン酸化活性の測定、ドミナントネガティブを利用した培養細胞における表現型の解析、多重変異体の作成とその表現型の解析を予定している。また、今回の酵母２ハイブリッドスクリーニングでは、他にも複数のNACK1結合因子を得ている。これらについて、順次、同定及び発現解析を進める。
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| Causes of Carryover |
研究は予定通り進行したが、遺伝子解析に必要な高額キットについて、低価格で高品質の後発品を使用することにしたため、予定より消耗品費を削減することができた。このため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当該研究費並びに翌年度以降に請求する研究費と合わせた研究費を用いて、植物の育成培地及び、遺伝子発現解析やRI実験、その他の生化学実験に必要な消耗品を必要量購入する予定である。また、本年度は新規因子の同定を見込んでいるため、それら因子の変異体の種子購入も予定しており、これら物品代として、約125万円の使用を見込んでいる。さらに学会参加旅費、英文校閲費、および論文発表必要経費を合わせて約20万円の支出を考えており、合わせて約145万円となる予定である。
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[Journal Article] The carboxyl-terminal tail of the stalk of Arabidopsis NACK1/HINKEL kinesin is required for its localization to the cell plate formation site.2015
Author(s)
Sasabe, M., Ishibashi, N., Haruta, T., Minami, A., Kurihara, D., Higashiyama, T., Nishihama, R., Ito, M., Machida, Y.
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Journal Title
Journal of Plant Research
Volume: 128
Pages: 327-336
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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