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コケ植物におけるオルガネラ機能と小胞輸送機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 10J06783
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 植物生理・分子
研究機関東京大学

研究代表者

恵良 厚子  東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードRAB5 / ARA6 / バイオイメージング / 膜交通 / オルガネラ / ゼニゴケ / エンドソーム / 葉緑体 / 間接蛍光抗体法
研究概要

ARA6は,ユニークな構造的特徴を持った植物特異的なRAB5メンバーであり,陸上植物に広く保存されている.このことから,ARA6は植物特異的な膜交通経路において機能していると思われ,シロイヌナズナを用いた先行研究では,ARA6はエンドソームから細胞膜への輸送を制御し,環境ストレス耐性に重要な役割を有していることが明らかとなっている.本研究では,ARA6機能の陸上植物における多様性についての知見を得るため,陸上植物の基部に位置するコケ植物におけるRAB5グループの機能解析を進めている.
1.ゼニゴケARA6(MpARA6)ノックアウト株の表現型解析
MpARA6の関与する膜交通経路の生理的機能を明らかにするため,相同組換えによるMpARA6破壊株を作製し,その表現型を解析した.その結果,浸透圧ストレスや塩ストレス条件下で植物体の形態異常や葉緑体の発達異常が見られた.このことから,MpARA6はシロイヌナズナのARA6同様,非生物ストレス耐性に関わっていることが示唆された.
2.MpARA6の関与する膜交通経路の探索
GTP固定型MpARA6のXFP融合体を過剰発現し,MpARA6の関与する膜交通経路の最終到達点を歌詞化したところ,葉緑体外胞膜と連続した膜構造に局在した.電子顕微鏡による解析により,この膜構造は外胞膜のみで構成されており,ストロにミュールとは異なる構造体であることが明らかとなった.異常のことより,MpARA6は葉緑体外包膜への輸送経路ではたらいていることが示唆された.
これらのことより,シロイヌナズナとゼニゴケにおいてARA6は類似の生理的機能を持ちながら,膜交通レベルでは異なる経路で機能していることが示唆された.また,これまで膜交通システムとは独立のものと考えられていた葉緑体への物質輸送に膜交通システムが関与していることが示唆された.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ゼニゴケ研究における技術発達により,MpARA6ノックアウト株が作製され,MpARA6の生理的機能を知ることができた.これまでの細胞内における知見と合わせることにより,MpARA6の機能についてより深い考察を行うことができた.

今後の研究の推進方策

MpARA6の関与する葉緑体外包膜への輸送経路で運ばれている物質が何であるか知る必要がある.先行研究を参考に積み荷候補を選び,バイオイメージングや生化学的手法を用いて解析する.また,葉緑体メタボローム等網羅的な解析にも期待する.

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] crotubule stability affects the unique motility of F-actin in Marchantia polymorp2013

    • 著者名/発表者名
      Atsuko Era, Natsularo Kutsuna, Taktiai Higaki. Seiichjro Hasezava, Akihiko Nakano, Takashi Ieda
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 126 号: 1 ページ: 113-119

    • DOI

      10.1007/s10265-012-0496-4

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ゼニゴケ細胞生物学2012

    • 著者名/発表者名
      恵良厚子, 上田貴志
    • 雑誌名

      BSJ-Review

      巻: 3 ページ: 114-121

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 陸上植物におけるARA6の機能の多様性2013

    • 著者名/発表者名
      恵良厚子
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山県岡山市岡山大学 津島キャンパス
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways among land plants2012

    • 著者名/発表者名
      Atsuko Era
    • 学会等名
      Marchantia Workshop 2012
    • 発表場所
      熊本県阿蘇市ホテルグリーンピア南阿蘇
    • 年月日
      2012-11-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 陸上植物におけるARA6の機能の多様性2012

    • 著者名/発表者名
      恵良厚子
    • 学会等名
      日本植物学会第76回大会
    • 発表場所
      兵庫県姫路市兵庫県立大学姫路書写キャンパス
    • 年月日
      2012-09-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 陸上植物における膜交通経路の多様性2012

    • 著者名/発表者名
      恵良厚子
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 陸上植物におけるRAB5グループの機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      恵良厚子
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京都目黒区
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Diversification of ARA6 functions among land plants2011

    • 著者名/発表者名
      Atsuko Era
    • 学会等名
      XVIII international botanical congress
    • 発表場所
      Melbourne Australia
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゼニゴケにおけるRAB5グループの機能解析2010

    • 著者名/発表者名
      恵良厚子
    • 学会等名
      日本植物学会第74回大会
    • 発表場所
      愛知中部大学
    • 年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Diversification of endosomes among land plants2010

    • 著者名/発表者名
      恵良厚子
    • 学会等名
      第62回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      大阪,大阪国際会議場
    • 年月日
      2010-05-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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