細胞外刺激に応答する細胞骨格の再編成

• 研究領域: 植物細胞壁の情報処理システム
• 研究課題/領域番号: 24114004
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 橋本 隆 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (80180826)
• 連携研究者: 加藤 壮英 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (70379535)
• 研究期間 (年度): 2012-06-28 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 73,840千円 (直接経費: 56,800千円、間接経費: 17,040千円); 2016年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2015年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2014年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2013年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2012年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
• キーワード: 微小管 / 環境ストレス / チューブリン / リン酸化 / 植物 / 浸透圧ストレス / 乾燥ストレス / アラビドプシス / ストレス

研究成果の概要

PHS1はαチューブリンのThr349をリン酸化し、リン酸化されたチューブリンは微小管ポリマーに重合できないことを明らかにした。また、細胞内ではPHS1のフォスファターゼ・ドメインはキナーゼ・ドメインの活性を抑制しているが、環境ストレス（特に高浸透圧）によりこの抑制が解除され、キナーゼが活性化されることを見出した。ゼニゴケやクラミドモナスもPHS1を持ち、塩や高浸透圧のストレスによりチューブリンリン酸化活性が活性化された。組換えPHS1タンパク質を用いた実験により、PHS1は基本的なリン酸化活性を持ち、その活性がPHS1のMPKフォスファターゼにより直接抑制されていることが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] Novel Arabidopsis microtubule-associated proteins track growing microtubule ends. (2017)
  • 著者名/発表者名: J.H. Wong, and T. Hashimoto
  • 雑誌名: BMC Plant Biol. 巻: 17 号: 1 ページ: 33-33
  • DOI: 10.1186/s12870-017-0987-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Affinity purification and characterization of functional tubulin from cell suspension cultures of Arabidopsis and tobacco. (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Hotta, S. Fujita, S. Uchimura, M. Noguchi, T. Demura, E. Muto, and T. Hashimoto
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 170 ページ: 1189-1205
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Roles of MAP65-1 and BPP1 in Gravity Resistance of Arabidopsis hypocotyls (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Murakami, K. Soga, T. Kotake, T. Kato, T. Hashimoto, K. Wakabayashi, and T. Hoson
  • 雑誌名: Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ｉｎ Ｓｐａｃｅ 巻: 30 号: 0 ページ: 1-7
  • DOI: 10.2187/bss.30.1
  • NAID: 130005421496
  • ISSN: 0914-9201, 1349-967X
  • URL: https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019675
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Abscisic acid induces ectopic outgrowth in epidermal cells through cortical microtubule reorganization in Arabidopsis thaliana. (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Takatani, T. Hirayama, T. Hashimoto, T. Takahashi, and H. Motose
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 5 ページ: 11364-11364
  • NAID: 120005651882
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microtubules in Plants (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Hashimoto
  • 雑誌名: The Arabidopsis Book 巻: 13 ページ: e0179-e0179
  • DOI: 10.1199/tab.0179
  • 査読あり
• [雑誌論文] GCP-WD mediates g-TuRC recruitment and the geometry of microtubule nucleation in the acentrosomla interphase arrays of Arabidopsis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Walia et al.
  • 雑誌名: Curr. Biol. 巻: 24 号: 21 ページ: 2548-2555
  • DOI: 10.1016/j.cub.2014.09.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] α-tubulin is rapidly phosphorylated in response to hyperosmotic stress in rice and arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ban, Yuhko Kobayashi, Tomomi Hara, Takahiro Hamada, Takashi Hashimoto, Shin Takeda, Tsukaho Hattori
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 54 号: 6 ページ: 848-858
  • DOI: 10.1093/pcp/pct065
  • 査読あり
• [雑誌論文] An atypical tubulin kinase mediates stress-induced microtubule depolymer ization in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Fujita, Jaromir Pytela, Takashi Hotta, Takehide Kato, Takahiro Hamada, Rie Akamatsu, Yasumasa Ishida, Natsumaro Kutsuna, Seiichiro Hasezawa, Yuko Nomura, Hirofumi Nakagami, Takashi Hashimoto
  • 雑誌名: Curr. Biol 巻: 23 号: 20 ページ: 1969-1978
  • DOI: 10.1016/j.cub.2013.08.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA Processing Bodies, Peroxisomes, Golgi Bodies, Mitochondria, and ER Tubule Junctions Frequently Pause at Cortical Microtubules (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hamada, Motoki Tominaga, Takeshi Fukaya, Masayoshi Nakamura, Akihiko Nakano, Yuichiro Watanabe, Takashi Hashimoto, Tobias I.Baskin
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 53 号: 4 ページ: 699-708
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arabidopsis GCP3-INTERACTING PROTEIN1/MOZAET1 is an integral component of the Y-tubulin-containing microtubule nucleating complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M, Yagi N, Kato T, Fujita S, Kawashima N, Ehrhardt DW, Hashimoto T
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: (In Press) 号: 2 ページ: 216-225
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2012.04988.x
  • 査読あり
• [学会発表] 微小管結合タンパク質BPP ファミリーは葉表皮細胞の形態形成に関与する (2017)
  • 著者名/発表者名: Wong Jeh Haur，加藤壮英，長崎(武内) 菜穂子，橋本隆
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] In-vitro Functional Analysis of Arabidopsis Tubulin Kinase PHS1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Duncan Coleman, Takashi Hotta, Takashi Hashimoto
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] PHS1 tubulin kinase is transiently activated by salt and hyperosmotic stresses in Arabidospis thaliana and Chlamydomonas reinhardtii (2017)
  • 著者名/発表者名: Lee Mei Ng, Hideyuki Takahashi, Takashi Yamano, Hideya Fukuzawa, Takashi Hashimoto
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Rapid and reversible tubulin phosphorylation regulates plant microtubule stability upon hyperosmotic stress (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Hashimoto
  • 学会等名: EMBL Workshop: Microtubules
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
  • 年月日: 2016-05-29
  • 国際学会
• [学会発表] チューブリンリン酸化酵素PHS1 はMAPK を介さずにリン酸化活性を抑制する (2016)
  • 著者名/発表者名: Coleman Duncan，堀田 崇，橋本 隆
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 信州大学（長野県上田市）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 器官のねじれ形質への各細胞層の寄与 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤 壮英，市村 朋子，平井 祐貴，足立 侑実子，寳金 佐和子，藤田 智史，八木 慎宜，橋本 隆
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 信州大学（長野県上田市）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 精製植物チューブリンを用いた微小管のin vitroダイナミクス解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀田 崇，内村 誠一，野口 真大，出村 拓，武藤 悦子，橋本 隆
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 信州大学（長野県上田市）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 高浸透圧ストレスに応答したゼニゴケの表層微小管脱重合 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋 英之，長尾 直弥，西浜 竜一，河内 孝之，橋本 隆
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 信州大学（長野県上田市）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] ダイナミックな微小管細胞骨格は植物細胞の形を作り出し、環境ストレスに応答する (2015)
  • 著者名/発表者名: 橋本隆
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2015-09-12
  • 招待講演
• [学会発表] Plant responses to drought by the cytoskeleton remodeling (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Hashimoto
  • 学会等名: Annual Academic Meeting of Korean Society for Plant Biotechnology
  • 発表場所: Korean Cultural Center（Chungnam Province, Korea)
  • 年月日: 2015-06-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] TOG カラムを用いた植物培養細胞からのチューブリン精製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀田 崇，橋本 隆
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16
• [学会発表] ゼニゴケを用いたストレス誘導性の表層微小管脱重合機構の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋 英之，長尾 直弥，西浜 竜一，河内 孝之，橋本 隆
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16
• [学会発表] TOGカラムを用いた植物材料からのチューブリン大量精製法とその応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀田崇、藤田智史、橋本隆
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学、富山県富山市
• [学会発表] シロイヌナズナ新規微小管結合タンパク質ファミリーの機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長崎菜穂子
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] 微小管形成開始部位に局在するシロイヌナズナ新規MAPsの機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤壮英
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Dual labeling of microtubules and nucleation complexes reveals detailed array assembly processes in Arabidopsis cells (2013)
  • 著者名/発表者名: 八木慎宜
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] atypical kinase PHS1は高浸透圧条件下において微小管の脱重合を促進する (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤田智史
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Organization of cortical microtubule arrays in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Hashimoto
  • 学会等名: 10th International Congress of Plant Molecular Biology
  • 発表場所: Cheju, Korea
  • 年月日: 2012-10-23
  • 招待講演
• [備考] 橋本研ホームページ
  • URL: http://bsw3.naist.jp/hashimoto/