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2011 Fiscal Year Annual Research Report

可視化とオルガネラ機能解析から探る植物の機能発現メカニズム

Publicly Offered Research

Project AreaPlant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs
Project/Area Number 23012010
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

上田 貴志  東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (10311333)

Keywordsバイオイメージング / オルガネラ / 膜交通 / 高次機能
Research Abstract

本年度はまず,エンドサイトーシスの最初の段階である細胞膜上でのクラスリン被覆小胞の形成過程を詳細に観察するべく,全反射照明に構造化照明を組み合わせたTIRF-SIMを用いて,クランスリンとダイナミン様分子(DRP1,DRP2)の観察を行った.その結果,ダイナミン様分子が生きた細胞の細胞膜上でリング状構造に集合し,その後凝集し膜から解離する一連の動きを世界で初めて可視化することに成功した.さらに,ほとんどのクラスリン被覆ピットにおいて,ダイナミン様分子の重合の方向が時計回りであることを見いだした.これに加え,構造が異なる2つのダイナミン様分子(BRP1,DRP2)が,同一のリング状構造に集合することも明らかにした.この結果は,1種類のダイナミン分子のみを含む動物のクラスリン被覆ピットとは対照的に,植物のクラスリン被覆小胞の形成に2種類のダイナミン分子が関わることを示している.
一方,タバコの葉における一過的発現系を用いて,FLS2-GFPのエンドサイトーシスを可視化し,そこで機能するRAB GTPaseの探索をおこなった.その結果,複数のRAB11ホモログが,エンドサイトーシスの異なるステップにおいて機能していることが明らかとなった.
さらに,基部陸上植物であるゼニゴケのオルガネラの観察に向け,各種オルガネラマーカーの単離と蛍光タンパク質を用いたオルガネラ可視化ラインの作出を進めた.これまでに,エンドソーム,ゴルジ体,トランスゴルジネットワーク,液胞膜,細胞膜,葉緑体などの可視化ラインが完成している.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

TIRF-SIMなどの新たな顕微鏡システムが利用可能になったことにより,当初予測していた以上の研究の進展があった.また,実験を担当した大学院生や博士研究員の努力によるところも大きい.

Strategy for Future Research Activity

研究は大変順調に推移している.今後も当初の計画通り研究を進めることにより,まとまった成果が得られるものと期待している.

  • Research Products

    (13 results)

All 2012 2011

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Qa-SNAREs localised to the trans-Golgi network regulate multiple transport pathways and extracellular disease resistance in plants2012

    • Author(s)
      Uemura T., et al
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci USA.

      Volume: 109 Pages: 1784-1789

    • DOI

      10.1073/pnas.1115146109

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An endosomal trafficking pathway regulated by the plant-unique RAB5, ARA62012

    • Author(s)
      Ebine K., et al
    • Journal Title

      Small GTPases

      Volume: 3 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1038/ncb2270

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic behavior of clathrin in Arabidopsis thaliana unveiled by live imaging2012

    • Author(s)
      Ito E., et al
    • Journal Title

      Plant J.

      Volume: 69 Pages: 204-216

    • DOI

      10.1111/j.1365-313X.2011.04782.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 細胞壁資材の細胞内輸送-植物の膜交通と細胞壁-2012

    • Author(s)
      藤本優, 上田貴志
    • Journal Title

      遺伝

      Volume: 66 Pages: 47-52

  • [Journal Article] ANGUSTIFOLIA, a plant homolog of CtBP/BARS, functions outside the nucleus2011

    • Author(s)
      Minamisawa N., et al
    • Journal Title

      Plant J.

      Volume: 68 Pages: 788-799

    • DOI

      10.1111/j.1365-313X.2011.04731.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Qualitative difference between "bulb" membranes and other vacuolar membranes2011

    • Author(s)
      Saito C., et al
    • Journal Title

      Plant signaling & behavior

      Volume: 6 Pages: 1914-1917

    • DOI

      10.4161/psb.6.12.18061

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The occurrence of bulbs, a complex configuration of the vacuolar membrane, is affected by mutations of vacuolar SNARE and phospholipase in Arabidopsis2011

    • Author(s)
      Saito C., et al
    • Journal Title

      Plant J.

      Volume: 68 Pages: 67-73

    • DOI

      10.1111/j.1365-313X.2011.04665.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A membrane trafficking pathway regulated by the plant-specific RAB GTPase ARA62011

    • Author(s)
      Ebine K., et al
    • Journal Title

      Nat.Cell Biol.

      Volume: 13 Pages: 853-860

    • DOI

      10.1038/ncb2270

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 陸上植物固有の膜父通制御因子が植物の新たな細胞内輸送経路を開拓した2011

    • Author(s)
      海老根一生, 上田貴志
    • Journal Title

      ライフサイエンス新着論文レビュー

    • DOI

      http://first.lifesciencedb.jp/archives/3119

  • [Presentation] How plants acquired novel membrane trafficking pathways2011

    • Author(s)
      上田貴志
    • Organizer
      第84回生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-24
  • [Presentation] 植物はいかに独自の膜交通システムを構築したか2011

    • Author(s)
      上田貴志
    • Organizer
      日本植物学会第75回大会
    • Place of Presentation
      東京(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-18
  • [Presentation] Diversification of post-Golgi trafficking pathways among land plants2011

    • Author(s)
      Takashi Ueda
    • Organizer
      XVIII International Botanical Congress
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-25
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 植物特異的膜交通経路の活性化による環境ストレス耐性植物の開発2011

    • Inventor(s)
      上田貴志, 稲田のりこ
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学, 奈良先端科学技術大学院大学
    • Industrial Property Number
      61/558632
    • Filing Date
      2011-11-11
    • Overseas

URL: 

Published: 2013-06-26  

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