RABとSNAREの新規獲得と二次的喪失が駆動する膜交通システム多様化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 15H04382
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 基礎生物学研究所 (2016-2017); 東京大学 (2015)
• 研究代表者: 上田 貴志 基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 教授 (10311333)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2016年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2015年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: 膜交通 / 多様化 / 進化 / RAB GTPase / SNARE / Rab GTPase / 植物

研究成果の概要

植物の進化の過程で新たに獲得，または二次的に喪失したRAB GTPaseやSNAREの機能解析を行った．植物特異的RAB GTPaseであるARA6のエフェクターの機能解析を進め，この分子に対する競合的な結合が，ARA6と保存型RAB5の拮抗的な機能の基盤であることを突き止めた．また，植物特異的SNAREであるVAMP727については，RAB5とCORVET複合体とともにエンドソームと液胞の融合を実行していることを明らかにした．さらにANTH-domainタンパク質の機能解析も進め，分子ごとにSNAREのリサイクリングや受容体キナーゼのリサイクリングなど異なる機能を有することを見いだした．

研究成果

• [国際共同研究] Heidelberg University/Max Planck Institute(Germany)
• [国際共同研究] ETH Zurich(Switzerland)
• [国際共同研究] Monash University(オーストラリア)
• [国際共同研究] University of Toronto(Canada)
• [国際共同研究] Umea Plant Science Center(Sweden)
• [国際共同研究] Gregor Mendel Institute(Austria)
• [国際共同研究] Sainsbury Institute(United Kingdom)
• [雑誌論文] Distinct sets of tethering complexes, SNARE complexes, and Rab GTPases mediate membrane fusion at the vacuole in Arabidopsis (2018)
  • 著者名/発表者名: Takemoto Kodai、Ebine Kazuo、Askani Jana Christin、Kruger Falco、Gonzalez Zaida Andres、Ito Emi、Goh Tatsuaki、Schumacher Karin、Nakano Akihiko、Ueda Takashi
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 巻: 115 号: 10
  • DOI: 10.1073/pnas.1717839115
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] RAB GTPases in the Basal Land Plant Marchantia polymorpha (2018)
  • 著者名/発表者名: Minamino Naoki、Kanazawa Takehiko、Era Atsuko、Ebine Kazuo、Nakano Akihiko、Ueda Takashi
  • 雑誌名: Plant Cell Phys. 巻: in press 号: 4 ページ: 850-861
  • DOI: 10.1093/pcp/pcy027
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Cellulose Synthases Are Cargo of the TPLATE Adaptor Complex (2018)
  • 著者名/発表者名: Sanchez-Rodriguez Clara、Shi Yanyun、Kesten Christopher、Zhang Dongmei、Sancho-Andres Gloria、Ivakov Alexander、Lampugnani Edwin R.、Sklodowski Kamil、Fujimoto Masaru、Nakano Akihiko、Bacic Antony、Wallace Ian S.、Ueda Takashi、Van Damme Daniel、Zhou Yihua、Persson Staffan
  • 雑誌名: Mol. Plant 巻: 11 号: 2 ページ: 346-349
  • DOI: 10.1016/j.molp.2017.11.012
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Insights into Land Plant Evolution Garnered from the Marchantia polymorpha Genome. (2017)
  • 著者名/発表者名: Bowman J, Kouchi T,..(106名）..Yokoyama R, ..(4名)
  • 雑誌名: Cell 巻: 171 号: 2 ページ: 287-304
  • DOI: 10.1016/j.cell.2017.09.030
  • NAID: 120006353839
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The GYF domain protein PSIG1 dampens the induction of cell death during plant-pathogen interactions (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsui Hidenori、Nomura Yuko、Egusa Mayumi、Hamada Takahiro、Hyon Gang-Su、Kaminaka Hironori、Watanabe Yuichiro、Ueda Takashi、Trujillo Marco、Shirasu Ken、Nakagami Hirofumi
  • 雑誌名: PLOS Genet． 巻: 13 号: 10 ページ: 1-29
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1007037
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Triphosphate Tunnel Metalloenzyme Function in Senescence Highlights a Biological Diversification of This Protein Superfamily (2017)
  • 著者名/発表者名: Ung Huoi、Karia Purva、Ebine Kazuo、Ueda Takashi、Yoshioka Keiko、Moeder Wolfgang
  • 雑誌名: Plant Phys. 巻: 175 号: 1 ページ: 473-485
  • DOI: 10.1104/pp.17.00700
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Constitutive activation of plant-specific RAB5 GTPase confers increased resistance against adapted powdery mildew fungus (2017)
  • 著者名/発表者名: Inada, N., Ebine, K., Ito, E., Nakano, A., and Ueda, T.
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 34 号: 2 ページ: 89-95
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.17.0501a
  • NAID: 130006789286
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The trans-Golgi network and the Golgi stacks behave independently during regeneration after Brefeldin A treatment in tobacco BY-2 cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Ito, Y., Toyooka, K., Fujimoto, M., Ueda, T., Uemura, T. and Nakano A.
  • 雑誌名: Plant Cell Phys. 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 811-821
  • DOI: 10.1093/pcp/pcx028
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dynamic reorganization of the endomembrane system during spermatogenesis in Marchantia polymorpha (2017)
  • 著者名/発表者名: Minamino, N., Kanazawa, T., Nishihama, R., Yamato, T.K., Ishizaki, K., Kohchi, T., Nakano, A. and Ueda, T.
  • 雑誌名: J. Plant Res. 巻: 印刷中 号: 3 ページ: 433-441
  • DOI: 10.1007/s10265-017-0909-5
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exocytic trafficking pathways in plants: why and how they are redirected (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanazawa Takehiko、Ueda Takashi
  • 雑誌名: New Phytol. 巻: 215 号: 3 ページ: 952-957
  • DOI: 10.1111/nph.14613
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MONENSIN SENSITIVITY 1 (MON1)/CALCIUM CAFFEINE ZINC SENSITIVITY 1 (CCZ1)-mediated Rab7 activation regulates tapetal programmed cell death and pollen development (2017)
  • 著者名/発表者名: Cui, Y., Zhao, Q., Xie, HT., Wong, WS., Gao, C., Ding, Y., Tan, Y., Ueda, T., Zhang, Y. and Jiang, L.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 173 号: 1 ページ: 206-218
  • DOI: 10.1104/pp.16.00988
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Clathrin-dependent endocytosis is required for immunity mediated by pattern recognition receptor kinases (2016)
  • 著者名/発表者名: Mbengue, M., Bourdais, G., Gervasi, F., Beck, M., Zhou, J., Spallek, T., Bartels, S., Boller, T., Ueda, T., Kuhn, H. and Robatzek, S.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 巻: 113 号: 39 ページ: 11034-11039
  • DOI: 10.1073/pnas.1606004113
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] DRP1-dependent Endocytosis Is Essential for Polar Localization and Boron-induced Degradation of the Borate Transporter BOR1 in Arabidopsis thaliana (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinari, A., Fujimoto, M., Ueda, T., Inada, N., Naito, S. and Takano, J.
  • 雑誌名: Plant Cell Phys. 巻: 57 号: 9 ページ: 1985-2000
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw121
  • 査読あり
• [雑誌論文] ENDOSOMAL RAB EFFECTOR WITH PX-DOMAIN, an Interacting Partner of RAB5 GTPases, Regulates Membrane Trafficking to Protein Storage Vacuoles in Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, H., Inoue, T., Nakano, A. and Ueda, T.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 26 号: 6 ページ: 1490-0503
  • DOI: 10.1105/tpc.16.00326
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Modulation of plant RAB GTPase-mediated membrane trafficking pathway at the interface between plants and obligate biotrophic pathogens. (2016)
  • 著者名/発表者名: Inada, N., Betsuyaku, S., Shimada, T., Ebine, K., Ito, E., Kutsuna, N., Hasezawa, S., Takano, Y., Fukuda, H., Nakano, A., & Ueda, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 57 号: 9 ページ: 1854-1864
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw107
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] AtNHX5 and AtNHX6 Are Required for the Subcellular Localization of the SNARE Complex That Mediates the Trafficking of Seed Storage Proteins in Arabidopsis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Wu X, Ebine K, Ueda T, Qiu QS.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 11 号: 3 ページ: e0151658-e0151658
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0151658
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Accumulation of fluorescent proteins derived from a trans-Golgi cisternal membrane marker and paramural bodies in interdigitated apoplastic space in Arabidopsis leaf epidermis (2016)
  • 著者名/発表者名: Akita, K., Kobayashi, M., Sato, M., Kutsuna, N., Ueda, T., Toyooka, K., Nagata, N., Hasezawa, S., and Higaki, T.
  • 雑誌名: Protoplasma 巻: in press 号: 1 ページ: 367-377
  • DOI: 10.1007/s00709-016-0955-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distribution of RAB5-positive multivesicular endosomes and the <i>trans</i>-Golgi network in root meristematic cells of <i>Arabidopsis thaliana</i> (2016)
  • 著者名/発表者名: Ito, E., Uemura, T., Ueda, T. (corresponding author), and Nakano, A.
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 33 号: 4 ページ: 281-286
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.16.0218a
  • NAID: 130005281074
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Functional analyses of the plant-specific C-terminal region of VPS9a: the activating factor for RAB5 in Arabidopsis thaliana (2016)
  • 著者名/発表者名: Sunada, M., Goh, T., Ueda, T. (corresponding author) and Nakano, A.
  • 雑誌名: J. Plant Res. 巻: 129 号: 1 ページ: 93-102
  • DOI: 10.1007/s10265-015-0760-5
  • NAID: 40020697785
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SNARE Molecules in Marchantia polymorpha: Unique and Conserved Features of the Membrane Fusion Machinery. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanazawa, T., Era, A., Minamino, N., Shikano, Y., Fujimoto, M., Uemura, T., Nishihama, R., Yamato, KT., Ishizaki, K., Nishiyama, T., Kohchi, T., Nakano, A., Ueda, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 57 号: 2 ページ: 307-24
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv076
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Naming of Names: Guidelines for Gene Nomenclature in Marchantia (2016)
  • 著者名/発表者名: Bowman, J., Araki, T., Arteaga-Vazquez, M., Berger, F., Dolan, L., Haseloff, J., Ishizaki, K., Kyozuka, J., Lin, S.S., Nagasaki, H., Nakagami, H., Nakajima, K., Nakamura, Y., Ohashi-Ito, K., Sawa, S., Shimamura, M., Solano, R., Tsukaya, H., Ueda, T., Watanabe, Y., Yamato, K.T., Zachgo, S., and Kohchi, T.
  • 雑誌名: Plnat cell Physiology 巻: 57 号: 2 ページ: 257-261
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv193
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Anthocyanin Vacuolar Inclusions Form by a Microautophagy Mechanism (2015)
  • 著者名/発表者名: Chanoca, A., Kovinich, N., Burkel, B., Stecha, S., Bohorquez-Restrepo, A., Ueda, T., Eliceiri, KW., Grotewold, E. and Otegui, MS.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 27 号: 9 ページ: 2545-2559
  • DOI: 10.1105/tpc.15.00589
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Guanine nucleotide exchange factor 2 for Rab5 proteins coordinated with GLUP6/GEF regulates the intracellular transport of the proglutelin from the Golgi apparatus to the protein storage vacuole in rice endosperm (2015)
  • 著者名/発表者名: Wen, L., Fukuda, M., Sunada, M., Ishino, S., Ishino, Y., Okita, W.T., Ogawa, M., Ueda, T. and Kumamaru, T.
  • 雑誌名: J. Exp. Bot. 巻: 66 号: 20 ページ: 6137-6147
  • DOI: 10.1093/jxb/erv325
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Roles of membrane trafficking in plant cell wall dynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: Ebine, K., and Ueda, T.
  • 雑誌名: Front. Plant Sci. 巻: - ページ: 878-878
  • DOI: 10.3389/fpls.2015.00878
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 細胞壁の構築・維持と膜交通システム (2015)
  • 著者名/発表者名: 海老根一生，上田貴志
  • 雑誌名: 植物の生長調節 巻: 50 ページ: 43-49
• [学会発表] ゼニゴケ精子形成・機能に関わる膜交通システムの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 南野尚紀, 金澤建彦，法月卓也，西浜竜一，大和勝幸，石崎公庸，河内孝之，中野明彦，上田貴志
  • 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（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] ゼニゴケにおけるオートファジーの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 法月卓也, 金澤建彦，南野尚紀，西浜竜一，河内孝之，中野明彦，上田貴志
  • 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（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] HOPS/CORVET complexes in vacuolar trafficking pathways of A. thaliana (2017)
  • 著者名/発表者名: Kodai Takemoto, Kazuo Ebine, Tatsuaki Goh, Jun Ito, Akihiko Nakano, Takashi Ueda
  • 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（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] 植物特異的オルガネラの獲得に伴う膜交通経路の再配向 (2017)
  • 著者名/発表者名: 金澤建彦, 森中初音, 海老根一生, 法月拓也, 南野尚紀, 西浜竜一, 河内孝之, 中野明彦, 上田貴志
  • 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（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways during land plant evolution (2017)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志
  • 学会等名: 第58回植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] Molecular mechanisms of vacuolar membrane fusion regulated by SNARE proteins in plant cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Ebine, Kodai Takemoto, Chieko Saito, Tomohiro Uemura, Akihiko Nakano, and Takashi Ueda
  • 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（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] ホスファチジルイノシトールリン酸を介した炭疽病菌感染機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 島田 貴士，高野 義孝，別役 重之，中野 明彦，上田 貴志
  • 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（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways during land plant evolution unraveled with Marchantia polymorpha (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueda Takashi
  • 学会等名: The 65th NIBB conference Renaissance of Marchantia polymorpha -the genome and beyond-
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Evolution of plant membrane trafficking system driven by diversification of RAB and SNARE protreins (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueda Takashi
  • 学会等名: 4th AoE Symposium on Organelle Biogenesis and Function
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways during land plant evolution (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueda Takashi
  • 学会等名: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways during land plant evolution (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueda Takashi
  • 学会等名: SEB Gothenburg 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 植物細胞のダイナミクスを支える膜交通 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県，横浜市）
  • 年月日: 2016-12-02
• [学会発表] 陸上植物固有のR-SNAREに存在する挿入配列の機能とその起源 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤本優，海老根一生，石崎公庸，大和勝幸，深尾陽一朗，植村知博，丸山桃子，井坂奈々子，河内孝之，中野明彦，上田貴志
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県，横浜市）
  • 年月日: 2016-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞内交通システムの研究から探る植物のチカラ (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志
  • 学会等名: 大学共同利用機関シンポジウム2016
  • 発表場所: 秋葉原UDX（東京都，千代田区）
  • 年月日: 2016-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] ゼニゴケで見えてきた細胞骨格と膜交通の深い仲 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志
  • 学会等名: 細胞骨格研究会－PlantCytoskeleton2016－
  • 発表場所: 東京大学（東京都，目黒区）
  • 年月日: 2016-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] ステロール恒常性の制御を行う新規小胞体タンパク質 (2016)
  • 著者名/発表者名: 島田貴士，嶋田知生，岡咲洋三，東浩司，斉藤和季，中野明彦，上田貴志，高野義孝，西村いくこ
  • 学会等名: 第29回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府，豊中市）
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] Twins or Convergence? ~two plant-unique cellular structures acquired during evolution~ (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueda
  • 学会等名: International Symposium “Front Lines of Plant Cell Wall Research and Beyond”
  • 発表場所: KKRホテル熱海（静岡県，熱海市）
  • 年月日: 2016-10-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 液胞膜のSNARE複合体制御メカニズムの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 海老根一生, 齊藤知恵子, 植村知博, 中野明彦, 上田貴志
  • 学会等名: 第80回日本植物学会大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県，宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways ~lessons from the liverwort~ (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueda
  • 学会等名: EMBO workshop “New model systems for early land plant evolution”
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-06-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Membrane trafficking system plays important roles in sperm functions of Marchantia polymorpha (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoki Minamino, Takehiko Kanazawa, Atsuko Era, Ryuichi Nishihama, Katsuyuki T. Yamato, Kimitsune Ishizaki, Takayuki Kohchi, Akihiko Nakano, Takashi Ueda
  • 学会等名: EMBO workshop “New model systems for early land plant evolution”
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] Cell type-specific reorientation of a trafficking pathway led to acquisition of new organelles during land plant evolution (2016)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Kanazawa, Hatsune Morinaka, Takuya Norizuki, Atsuko Era, Naoki Minamino, Yu Shikano, Masaru Fujimoto, Tomohiro Uemura, Ryuichi Nishihama, Katsuyuki T. Yamato, Kimitsune Ishizaki, Tomoaki Nishiyama, Takayuki Kohchi, Akihiko Nakano, Takashi Ueda
  • 学会等名: EMBO workshop “New model systems for early land plant evolution”
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways during land plant evolution. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueda
  • 学会等名: 1st CRC 1101 symposium, Molecular Encoding of Specificity in Plant Processes
  • 発表場所: Tuebingen, Germany
  • 年月日: 2016-04-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] DOJIN BIOSCIENCEシリーズ メンブレントラフィック (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志（他29名），福田光則，吉森保編
  • 総ページ数: 262
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 植物細胞壁実験法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤瑛海，藤本優，石井みどり，上田貴志（分担執筆）
  • 総ページ数: 403
  • 出版者: 弘前大学出版会
• [備考] 研究室web page
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/cellular/