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植物エンドサイトーシスの細胞膜切断を担う分子装置の同定とその育種利用

研究課題

研究課題/領域番号 10J08869
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 応用分子細胞生物学
研究機関東京大学

研究代表者

藤本 優  東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(PD)

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
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2011年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2010年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードダイナミン様タンパク質 / エンドサイトーシス / シロイヌナズナ / 超解像イメージング / SCLIM / 構造化照明法 / 全反射照明蛍光顕微鏡法 / クラスリン
研究概要

昨年度までの研究成果により,陸上植物のエンドサイトーシス小胞形成においては,DRP1,DRP2という分子構造の異なる二種類のダイナミン様タンパク質が,細胞質側に陥入したピット様構造の根元に,直径60nmほどのリング状構造に重合し,次第にその直径を狭めていくことで最終的に細胞膜の切断を実行することを明らかにした.さらに,これらの重合には,方向性が存在することを発見した.これらの成果は,実際の生きた細胞内における細胞膜切断装置の微細構造や特性,そして作動メカニズムを初めて明らかにした研究であり,細胞生物学分野において,大変重要な価値を持つと考えられる.これらの知見を踏まえ,今年度はまずDRP1およびDRP2が,同一のリング状構造に重合するか否かを明らかにするため,両者の細胞膜上における詳細な局在パターンを比較した.この解析には,理化学研究所中野生体膜研究室で開発された多色での超解像観察が可能な共焦点レーザー顕微鏡(Super-resolution Confocal Live Imaging Microscope : SCLIM)を用いた.その結果,細胞膜上における両者のリング状シグナルはよく一致することが明らかになった.さらに,共免疫沈降法を用いて,DRP1とDRP2の分子間相互作用を解析すると,両者は細胞内において結合していることが分かった.これらの結果から,DRP1とDRP2は同一のリング状構造に重合することが示唆された.これまでに異なる分子種のダイナミン様タンパク質が同一の構造体に重合することを示した報告例はなく,これらの成果は,当該分野におけるこれまでの常識を覆す報告であり,大変重要な発見だと考えられる.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本研究課題においては,構造化照明を始めとしたという当初の計画にはなかった超解像イメージングの適用により,研究内容に新たな展開を加えることができた.

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

    (24件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (7件) 図書 (2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Arabidopsis RABA1 GTPases are involved in transport between the trans-Golgi network and the plasma membrane, and are required for salinity stress tolerance.2013

    • 著者名/発表者名
      Rin Asaoka, Tomohiro Uemura, Jun Ito, Masaru Fujimoto, Emi Ito, Takashi Ueda, Akihiko Nakano
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 73 号: 2 ページ: 240-249

    • DOI

      10.1111/tpj.12023

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arabidopsis sphingolipid fatty acid 2-hydroxylases (AtFAH1 and AtFAH2) are functionally differentiated in fatty acid 2-hydroxylation and stress responses.2012

    • 著者名/発表者名
      Nagano M. Takahara K. Fujimoto M. Tsutsumi N. Uchimiya H. Kawai-Yamada M.
    • 雑誌名

      Plant Physiol.

      巻: 159 号: 3 ページ: 1138-1148

    • DOI

      10.1104/pp.112.199547

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      Ito Y, Uemura T, Shoda K, Fujimoto M. Ueda T, Nakano A
    • 雑誌名

      Mol. Biol. Cell.

      巻: 23 号: 16 ページ: 3203-3214

    • DOI

      10.1091/mbc.e12-01-0034

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic behavior of clathrin in Arabidopsis thaliana unveiled by live imaging2012

    • 著者名/発表者名
      Ito E, Fujimoto M, Ebine K, Uemura T, Ueda T, Nakano A
    • 雑誌名

      Plant Journal

      巻: 69 号: 2 ページ: 204-216

    • DOI

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

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Endosomal trafficking pathway regulated by ARA6, a RAB5 GTPase unique to plants2012

    • 著者名/発表者名
      Ebine K, Miyakawa N, Fujimoto M, Uemura T, Nakano A, Ueda T
    • 雑誌名

      Small GTPase

      巻: 2 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrate addition alleviates ammonium toxicity without lessening ammonium accumulation, organic acid depletion and inorganic cation depletion in Arabidopsis thaliana shoots2012

    • 著者名/発表者名
      Hachiya T, Watanabe CK, Fujimoto M, Ishikawa T, Takahara K, Kawai-Yamada M, Uchimiya H, Uesono Y, Terashima I, Noguchi K
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 53 号: 3 ページ: 577-591

    • DOI

      10.1093/pcp/pcs012

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The rice mitochondrial iron transporter is essential for plant growth2011

    • 著者名/発表者名
      Bashir K, Ishimaru Y, Shimo H, Nagasaka S, Fujimoto M, Takanashi H, Tsutsumi N, An G, Nakanishi H, Nishizawa NK
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 2 号: 1 ページ: 322-322

    • DOI

      10.1038/ncomms1326

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A membrane trafficking pathway regulated by the plant-specific RAB GTPase ARA62011

    • 著者名/発表者名
      Ebine K, Fujimoto M, Okatani Y, Nishiyama T, Gob T, Ito E, Dainobu T, Nishitani A, Uemura T, Sato MH, Thordal-Christensen H, Tsutsumi N, Nakano A, Ueda T
    • 雑誌名

      Nature Gell Biology

      巻: 13 号: 7 ページ: 853-859

    • DOI

      10.1038/ncb2270

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MIRO1 influences the morphology and intracellular distribution of mitoc hondria during embryonic cell division in Arabidopsis.2011

    • 著者名/発表者名
      Yamaoka S, Nakajima M, Fujimoto M, Tsutsumi N.
    • 雑誌名

      Plant Cell Reports

      巻: 2 ページ: 239-244

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fusion of mitochondria in tobacco suspension cultured cells is dependent on the cellular ATP level but not on actin polymerization.2010

    • 著者名/発表者名
      Wakamatsu K, Fujimoto M, Nakazono M, Arimura S, Tsutsumi N.
    • 雑誌名

      Plant Cell Reports

      巻: 10 ページ: 1139-1145

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The FtsH protease heterocomplex in arabidopsis : dispensability of type-B protease activity for proper chloroplast development.2010

    • 著者名/発表者名
      Zhang D, Kato Y, Zhang L, Fujimoto M, Tsutsumi N, Sodmergen, Sakamoto W.
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 11 ページ: 3710-3725

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ADP-ribosylation factor machinery mediates endocytosis in plant cells.2010

    • 著者名/発表者名
      Naramoto S, Kleine-Vehn J, Robert S, Fujimoto M, Dainobu T, Paciorek T, Ueda T, Nakano A.Van Wontagu MC, Fukuda H.Friml J.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA

      巻: 50 ページ: 21890-21895

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 陸上植物固有のR-SNAREに存在する挿入配列の起源とその機能2013

    • 著者名/発表者名
      勝本優, 海老根一生, 丸山桃子, 井坂奈々子, 植村知博, 石崎公康, 大和勝幸, 河内孝之, 中野明彦, 上田貴志
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 超解像イメージングで解き明かす植物細胞膜切断装置の微細構造2012

    • 著者名/発表者名
      藤本優, 中野明彦, 上田貴志
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 超解像イメージングで観る植物細胞のエンドサイトーシス小胞形成2011

    • 著者名/発表者名
      藤本優, 中野明彦, 上田貴志
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゼニゴケVAMP72スプライシングバリアントの機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      藤本優, 丸山桃子, 海老根一生, 井坂奈々子, 植村知博, 石崎公庸, 大和勝幸, 河内孝之, 中野明彦, 上田貴志
    • 学会等名
      第52回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2011-03-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] TIRF顕微鏡で観る植物細胞のエンドサイトーシス2010

    • 著者名/発表者名
      藤本優, 有村慎一, 上田貴志, 高梨秀樹, 林嘉禾, 中野明彦, 堤伸浩
    • 学会等名
      日本植物学会第74回大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2010-09-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナダイナミン様タンパク質DRP2BとDRP1Aはエンドサイトーシス時のクラスリン被覆小胞形成に関与する2010

    • 著者名/発表者名
      藤本優, 有村慎一, 上田貴志, 高梨秀樹, 林嘉禾, 中野明彦, 堤伸浩
    • 学会等名
      第62回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2010-05-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Arabidopsis dynamin-related proteins DRP2B and DRP1A participate in clathrin-coated vesicle formation during endocytosis.2010

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto M, Arimura S, Ueda T, Takanashi H, Hayashi Y, Nakano A,Tsutsumi N.
    • 学会等名
      21^<st> International Conference on Arabidopsis Research
    • 発表場所
      横浜パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Conserved and plant-unique mechanisms regulating plant post-Golgi traffic.2012

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto M, Ueda T.
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      Front. Plant Sci.
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 生物の科学遺伝「サステナブル社会構築の基盤となる循環型炭素資源-細胞壁資材の細胞内輸送-植物の膜交通と細胞壁」2012

    • 著者名/発表者名
      藤本優, 上田貴志
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/hasseipl/HP/japanese/study/index.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/pmg/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/tutumi100316.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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