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

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Plant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs
• Project/Area Number: 23012010
• Research Institution: The 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)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Keywords: バイオイメージング / オルガネラ / 膜交通 / 高次機能

Research Abstract

タバコにおけるエンドサイトーシス,の可視化と,そこで機能する分子の特定および機能解析を行うべく研究を継続した.その結果,エンドサイトーシスが誘導された際にエンドソームとトランスゴルジネットワークの中間的性質を有するオルガネラが出現することを見いだした.また,この過程に複数のRAB11ホモログが関与していることも明らかにした.陸上植物でRAB11ホモログは極端に多様化しているが,我々の研究結果により,この多様化が植物のトランスゴルジネットワークやエンドソームの機能発現に深く関わっていることが示された.
ゼニゴケを用いた解析においては,ゼニゴケのRAB5ホモログの機能解析に進展があった.ゼニゴケにも被子植物と同様に2種類のRAB5が存在する.このうち動物のRAB5のオルソログであるMpRAB5は液胞輸送経路において機能することが示された.この結果は,保存形RAB5の機能が陸上植物で良く保存されていることを示している.一方,植物特異的なRAB5であるARAグループについては,陸上植物においてその機能が大きく多様化していることが示された.シロイヌナズナのARA6がエンドソームから細胞膜への輸送を制御しているのに対し,ゼニゴケのARA6ホモログ(MpARA6)は葉緑体への輸送に関与していることが明らかとなったのである.これらの結果から,新たなRAB GTPaseの獲得が,植物における膜交通経路の多様化に深く関与していることが改めて示された.

Research Products

• [Journal Article] Arabidopsis RABA1 GTPases mediate the transport from the trans-Golgi network to the plasma membrane and are required for salinity stress tolerance. (2012)
  • Author(s): Asaoka R., et al.
  • Journal Title: Plant J. Volume: (In press)
  • DOI: DOI:10.1111/tpj.12023
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Flowering time modulation by a vacuolar SNARE via FLOWERING LOCUS C in Arabidopsis thaliana. (2012)
  • Author(s): Ebine K., et al.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 7 Pages: e442239
  • DOI: DOI:10.1371/journal.pone.0042239
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] cis-Golgi proteins accumulate near the ER exit sites and act as the scaffold for Golgi regeneration after brefeldin A treatment in tobacco BY-2 cells. (2012)
  • Author(s): Ito Y., et al.
  • Journal Title: MoL Biol. Cell Volume: 23 Pages: 3203-3214
  • DOI: DOI:10.1091/mbc.E12-01-0034
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Arabidopsis ARF-GEF, GNOM, mediates transport required for innate immunity and focal accumulation of PEN1. (2012)
  • Author(s): Nielsen M., et al.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA. Volume: 109 Pages: 11443-11448
  • DOI: DOI:10.1073/pnas.1117596109
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Statistical organelle dissection of Arabidopsis guard cells using image database LIPS. (2012)
  • Author(s): Higaki T., et al.
  • Journal Title: Sci. Rep.
  • DOI: DOI:10.1038/srep00405
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct metal recognition by guanine nucleotide exchange factor in the initial step of exchange reaction
  • Author(s): Uejima T., et al.
  • Journal Title: Acta Cryst. D Volume: (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The physiological role of SYP4 in the abiotic stress response.
  • Author(s): Uemura T., et al.
  • Journal Title: Plant Signaling & Behavior Volume: (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microtubule stability affects the unique motility of F-actin in Marchantia polymorpha.
  • Author(s): Era A., et al.
  • Journal Title: J. Plant Res. Volume: (In press)
  • DOI: DOI:10.1007/s10265-012-0496-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ゼニゴケ細胞生物学
  • Author(s): 恵良厚子, 他
  • Journal Title: BSJ-Review Volume: In press Pages: 114-121
  • DOI: DOI:10.1007/s10265-012-0496-4
• [Presentation] 植物におけるポストゴルジ輸送経路の多様化と進化 (2012)
  • Author(s): 上田貴志
  • Organizer: 日本植物学会第76回大会
  • Place of Presentation: 姫路(招待講演)
  • Year and Date: 2012-09-16
• [Book] Endocytosis in plants(分担執筆) (2012)
  • Author(s): Ueda, et al.
  • Total Pages: 336
  • Publisher: Springer