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ミトコンドリアと葉緑体の分裂制御を中心とする未知の分子ネットワークの解明

Research Project

Project/Area Number 06J07472
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Morphology/Structure
Research InstitutionRikkyo University

Principal Investigator

西田 敬二  Rikkyo University, 理学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2006 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsミトコンドリア / 葉緑体 / 細胞内共生 / オルガネラ / 分裂装置 / 合成生物学 / ダイナミン / FtsZ / 分裂 / 融合 / 紅藻
Research Abstract

これまでにミトコンドリアの分裂制御においてダイナミン様蛋白質Dnm1の細胞周期特異的な局在と、新奇な分裂蛋白質Mda1の特異的発現とリン酸化という中心的なメカニズムを解明することができた。本年度はさらに根本的なオルガネラ構築原理に迫るためにこれまでの細胞生物学的な解析に加えて新たに合成生物学的なアプローチを導入することを試みた。合成生物学は米国を中心に近年台頭しつつある新しい学問分野であり、生命システムの構築を試みる過程のなかでこれまでの理解の検証と新たな知見の獲得を目指す次世代の生物学分野である。その手法と概念を取り入れるため本年度はその大半を米国Harvard大学医学部のPamela Silver教授の研究室での長期滞在に充てた。オルガネラの構築原理の完全な理解とはそのオルガネラを人工的に再構築でき、また自由に設計できるということによって証明される。実際に行った実験は真核生物で最も理解が進んでおりかつ遺伝子操作が容易な出芽酵母の系を用い、オルガネラとして最も単純で出芽酵母の生存に必須ではないペルオキシソームをターゲットとした。オルガネラ構築の最初のステップはタンパク質の局在であるからペルオキシソーム蛋白質の局在についてすでに存在が知られている局在化シグナルPTS1,PTS2,mPTSについて各種蛍光蛋白質にようて解析した。その結果PTS2はPTS1に比べて発現量や生育条件に依存して不安定であること、膜蛋白質はmPTSによってのみ局在するが膜貫通領域の配置により効率が大きく変わることが分かった。これらの結果から安定したオルガネラ局在シグナルの構築が可能になりオルガネラ再構築への足掛かりが得られると考えている。

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2009 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Periodic gene expression patterns during the highly synchronized cell nucleus and organelle division cycles in the unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae2009

    • Author(s)
      Fujiwara T, Misumi O, Tashiro K, Yoshida Y, Nishida K, Yagisawa F, Imamura S, Yoshida M, Mori T, Tanaka K, Kuroiwa H, Kuroiwa T
    • Journal Title

      DNA Research 1

      Pages: 59-72

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vesicle, mitochondrial, and plastid division machineries with emphasis on dynamin and electron-dense rings2008

    • Author(s)
      Kuroiwa T, Misumi O, Nishida K, Yagisawa F, Yoshida Y, Fujiwara T, Kuroiwa H.
    • Journal Title

      Int Rev Cell Mol Biol. 271

      Pages: 97-152

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Journal Article] Novel Dynamics of FtsZ Ring Before Plastid Abscission2008

    • Author(s)
      Yoshida Y, Nishida K, Kuroiwa T, Kawano S.
    • Journal Title

      Cytologia 73

      Pages: 197-201

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Genome analysis and its significance in four unicellular algae, Cyanidio shyzon merolae, Ostreococcus tauri, Chlamydomonas reinhardtii, and Thalassiosira pseudonana.2007

    • Author(s)
      Misumi O, Yoshida Y, Nishida K, Fujiwara T, Sakajiri T, Hirooka S, Nishimura Y, Kuroiwa T.
    • Journal Title

      Journal of Plant Research 121(1)

      Pages: 3-17

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A 100%-complete sequence reveals unusually simple genomic features in the hot-spring red alga Cyanidioschyzon merolae.2007

    • Author(s)
      Nozaki H, Takano H, Misumi O, Terasawa K, Matsuzaki M, Maruyama S, Nishida K, Yagisawa F, Yoshida Y, Fujiwara T, Takio S, Tamura K, Chung SJ, Nakamura S, Kuroiwa H, Tanaka K, Sato N, Kuroiwa T.
    • Journal Title

      BMC Biology 5

      Pages: 28-28

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification and mitotic partitioning strategies of vacuoles in the unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae.2007

    • Author(s)
      Yagisawa F, Nishida K, Kuroiwa H, Nagata T, Kuroiwa T.
    • Journal Title

      Planta 226(4)

      Pages: 1017-29

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] WD40 protein Mda1 is purified with Dnm1 and forms a dividing ring for mitochondria before Dnm1 in Cyanidioschyzon merolae.2007

    • Author(s)
      Nishida K, Yagisawa F, Kuroiwa H, Yoshida Y, Kuroiwa T
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Mar 13;104(11)

      Pages: 4736-41

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Structure, function and evolution of the mitochondria division apparatus.2006

    • Author(s)
      Kuroiwa T, Nishida K, Yoshida Y, Fujiwara T, Mori T, Kuroiwa H, Misumi O
    • Journal Title

      Biochimica et biophysica acta May-Jun;17 63(5-6)

      Pages: 510-21

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Isolated chloroplast division machinery can actively constrict after stretching.2006

    • Author(s)
      Yoshida Y, Kuroiwa H, Misumi O, Nishida K, Yagisawa F, Fujiwara T, Nanamiya H, Kawamura F, Kuroiwa T
    • Journal Title

      Science Sep 8;313(5792)

      Pages: 1435-8

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 原始紅藻におけるミトコンドリア分裂機構の解析2007

    • Author(s)
      西田敬二
    • Organizer
      日本植物学会第71回大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Year and Date
      2007-09-07
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 原始紅藻におけるミトコンドリア分裂機構の解析2007

    • Author(s)
      西田敬二、八木沢芙美、黒岩晴子、吉田大和、黒岩常祥
    • Organizer
      日本植物形態学会第19回総会・大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Year and Date
      2007-09-06
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.rikkyo.ne.jp/grp/cell-sci/

    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2024-03-26  

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