植物生殖器官の発達に関わる細胞内小胞輸送因子の機能解析

• 研究課題/領域番号: 15K07109
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 島根大学
• 研究代表者: 中川 強 島根大学, 総合科学研究支援センター, 教授 (30202211)
• 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: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 花粉 / タペート細胞 / 小胞輸送 / シロイヌナズナ / 小胞輸送因子 / 生殖器官

研究成果の概要

生殖器官の形成は生物種の存続に必要な重要イベントであり、その制御機構に興味が持たれる。植物の花粉は雄しべの葯の内部（葯室）で発達する。また、葯室内のタペート細胞からの物質供給により、花粉表面に柱と天井のような形状のエキシンと呼ばれる構造が形成される。本研究では、細胞の小胞輸送を行うタンパク質の遺伝子破壊により花粉ができなくなるという以前の研究知見をもとに、種々の小胞輸送関連遺伝子の花粉発達における機能解析を行った。その結果、AtSEC23AとAtSEC23Dの2つの小胞輸送因子がタペート細胞の分泌に働いてエキシン形成に寄与していることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] The Arabidopsis COPII components, AtSEC23A and AtSEC23D, are essential for pollen wall development and exine patterning (2018)
  • 著者名/発表者名: Aboulela Mostafa、Nakagawa Tsuyoshi、Oshima Akinobu、Nishimura Kohji、Tanaka Yuji
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: 69 号: 7 ページ: 1615-1633
  • DOI: 10.1093/jxb/ery015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an R4 dual-site (R4DS) gateway cloning system enabling the efficient simultaneous cloning of two desired sets of promoters and open reading frames in a binary vector for plant research. (2017)
  • 著者名/発表者名: Aboulela, M., Tanaka, Y., Nishimura, K., Mano, S., Nishimura, M., Ishiguro, S., Kimura, T., and Nakagawa, T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 5 ページ: 177889-177901
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0177889
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A dual-site gateway cloning system for simultaneous cloning of two genes for plant transformation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Aboulela, M., Tanaka, Y., Nishimura, K., Mano, S., Kimura, T., and Nakagawa, T.
  • 雑誌名: Plasmid 巻: 92 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1016/j.plasmid.2017.05.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] The chemical compound bubblin induces stomatal mispatterning in Arabidopsis by disrupting the intrinsic polarity of stomatal lineage cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakai Y, Sugano SS, Kawase T, Shirakawa M, Imai Y, Kawamoto Y, Sugiyama H, Nakagawa T, Hara-Nishimura I, Shimada T.
  • 雑誌名: Development 巻: 144 号: 3 ページ: 499-506
  • DOI: 10.1242/dev.145458
  • NAID: 120005980855
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gateway Vectors for Simultaneous Detection of Multiple Protein-Protein Interactions in Plant Cells Using Bimolecular Fluorescence Complementation (2016)
  • 著者名/発表者名: Kamigaki A, Nito K, Hikino K, Goto-Yamada S, Nishimura M, Nakagawa T, Mano S
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 号: 8 ページ: e0160717-e0160717
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0160717
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The tyrosine-sorting motif of the vacuolar sorting receptor VSR4 from Arabidopsis thaliana, which is involved in the interaction between VSR4 and AP1M2, mu1-adaptin type 2 of clathrin adaptor complex 1 subunits, participates in the post-Golgi sorting of VSR4 (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishimura K., Matsunami E., Yoshida S., Kohata S., Yamauchi J., Jisaka M., Nagaya T., Yokota K. and Nakagawa T.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 80 号: 4 ページ: 694-705
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1116925
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] New Gateway-compatible vectors for high-throughput protein-protein interaction analysis by a bimolecular fluorescence complementation (BiFC) assay in plants and their application to a plant claghrin structure analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishimura K., Ishikawa S., Matsunami E., Yamauchi J., Homma K., Faulkner C., Oparka K., Jisaka M., Nagaya T., Yokota K. and Nakagawa T.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 79 号: 12 ページ: 1995-2006
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1060847
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] シロイヌナズナ液胞ルーメンタンパク質の液胞輸送に関わる輸送モチーフの研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高畑周平，久我一弘，松波絵理香，清水英寿，地阪光生，横田一成，中川 強，西村浩二
  • 学会等名: 日本農芸化学会2018年度大会
• [学会発表] シロイヌナズナPAMP受容体の膜小胞輸送に関わる輸送モチーフの研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 塚本真嗣，常 愛花，地阪光生，横田一成，中川 強，西村浩二
  • 学会等名: 日本農芸化学会2018年度大会
• [学会発表] Improvement of fluorescence proteins suitable for live-cell imaging in the oxidative environment in plant cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Kohji Nishimura, Kazuhiro Kuga, Takashi Iwase, Ikuo Wada, Hidehisa Shimizu, Mitsuo Jisaka, Kazushige Yokota, Tsuyoshi Nakagawa
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] 変異による液胞タンパク質輸送の影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高畑周平，松波絵理香，清水英寿，地阪光生，横田一成，中川強，西村浩二
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] シロイヌナズナPAMP受容体の膜輸送小胞への選別機構に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 塚本真嗣，常愛花，清水英寿，地阪光生，横田一成，中川強，西村浩二
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] シロイヌナズナブラシノステロイド受容体AtBRI1とクラスリンAP2複合体との相互作用解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田昇平，清水英寿，地阪光生，横田一成，中川強，西村浩二
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] pyridine-thiazole 誘導体であるbubblin は気孔発生における細胞極性の形成を阻害する (2017)
  • 著者名/発表者名: 阪井裕美子，菅野茂夫，中川強，西村いくこ，嶋田知生
  • 学会等名: 日本植物生理学会第58回年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 蛍光レポーターを用いたタンパク質のトポロジーや細胞内局在の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田昇平，高畑周平，岩瀬駿志，島田裕士，石川孝博，清水英寿，地阪光生，横田一成，中川強，西村浩二
  • 学会等名: 日本植物生理学会第58回年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] ゼニゴケにおけるプロモータースワップ用 Gateway ベクター R4pMpGWB，およびプロモーター解析用 Gateway ベクターR4L1pMpGWB の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 真野昌二，西浜竜一，石田咲子，曳野和美，近藤真紀，西村幹夫，大和勝幸，河内孝之，中川強
  • 学会等名: 日本植物生理学会第58回年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Identification and molecular characterization of SHABONDAMA1 gene responsible for stomatal mutant in Arabidopsis thaliana (2017)
  • 著者名/発表者名: Amit Kumar Dutta, Takamasa Suzuki2, Tetsuya Higashiyama, Tsuyoshi Nakagawa
  • 学会等名: 日本植物生理学会第58回年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] R4 Gatewayリサイクリングクローニングシステムを用いた植物における複数遺伝子の発現解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小谷真由，税所利基，加藤穂波，木村哲哉，中川強
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部 2017年度合同大阪大会
• [学会発表] Molecular characterization of stomatal mutant SHABONDAMA1 in Arabidopsis thaliana (2017)
  • 著者名/発表者名: Amit Kumar Dutta, Mostafa Aboulela, Takamasa Suzuki, Tetsuya Higashiyama, Tsuyoshi Nakagawa
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] Role of AtSEC23A and AtSEC23D in pollen wall development and exine patterning in Arabidopsis (2017)
  • 著者名/発表者名: Mostafa Aboulela, Yuji Tanaka, Tsuyoshi Nakagawa
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] Identification and molecular characterization of BAGEL3 mutant responsible gene in Arabidopsis thaliana (2017)
  • 著者名/発表者名: Amit Kumar Dutta, Chisato Yamada, Takamasa Suzuki, Tetsuya Higashiyama, Tsuyoshi Nakagawa
  • 学会等名: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
• [学会発表] Gateway recycling cloning法によって連結した遺伝子発現カセットの植物での発現解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村哲哉，岡田大輝，黒田侑希，國武絵美，粟冠真紀子, 粟冠和郎, 中川 強
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 2種の植物用2遺伝子クローニングシステムの開発と発現・局在・相互作用解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: Mostafa Aboulela，田中優史，木村哲哉，中川 強
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] タバコ葉におけるdual site Gateway binary vector (DSpGWB)を用いた2遺伝子一過的同レベル同時発現 (2017)
  • 著者名/発表者名: 横山頌弥, 西村浩二, 木村哲哉，中川 強
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] シロイヌナズナ液胞タンパク質の液胞輸送シグナルの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高畑周平，久我一弘，森木公平，清水英寿，地阪光生，横田一成，中川 強，西村浩二
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 酸化的環境における植物タンパク質の蛍光バイオイメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬駿志，吉田昇平，和田郁夫，森木公平，清水英寿，地阪光生，横田一成，中川強，西村浩二
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第47回講演会
  • 発表場所: 島根大学（松江）
• [学会発表] Dual Site Gateway Binary Vector (DSpGWB) を用いて植物細胞内で 2 遺伝子を同量発現させる (2017)
  • 著者名/発表者名: 横山頌弥，西村浩二，中川強
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第47回講演会
  • 発表場所: 島根大学（松江）
• [学会発表] SHABONDAMA1 can regulate stomata cell cycle and growth in Arabidopsis thaliana (2017)
  • 著者名/発表者名: Amit Kumar Dutta，Tsuyoshi Nakagawa
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第47回講演会
  • 発表場所: 島根大学（松江）
• [学会発表] シロイヌナズナRubisco activase遺伝子プロモーターの解析と発現ベクターへの応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大橋未侑, 黒田侑希, 粟冠真紀子, 粟冠和郎, 中川強, 木村哲哉
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] R4 Gatewayリサイクリングクローニングシステムによる種々のプロモーターを用いた植物での複数遺伝子発現 (2016)
  • 著者名/発表者名: 税所利基, 芝原健太, 木村哲哉, 中川強
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] Dual site Gateway binary vecto(r DSpGWB)によるタバコ葉アグロインフィルトレーション法での簡便かつ安定な2遺伝子一過的同時発現 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横山頌弥, 西村浩二, 中川強
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] タバコ葉アグロインフィルトレーションでの2遺伝子同時一過的発現が可能なDual Site Gateway Binary Vector (DSpGWB)の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横山頌弥，西村浩二，中川強
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部2016年度支部大会
  • 発表場所: 高知（高知大学）
  • 年月日: 2016-09-15
• [学会発表] R4 Gateway リサイクリングクローニングシステムによる種々のプロモーターを用いた植物での複数遺伝子発現 (2016)
  • 著者名/発表者名: 税所利基、芝原健太、木村哲哉、中川強
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌（ 札幌コンベンションセンター）
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるクラスリン被覆タンパク質の積荷認識機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高畑周平、吉田昇平、松波絵理香、山内淳司、地阪光生、長屋敦、横田一成、中川強、西村浩二
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌（ 札幌コンベンションセンター）
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] A Small Chemical Affecting the Asymmetric Cell Fate Determination in Stomatal Development (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakai Yumiko, Sugano S. Shigeo, Nakagawa Tsuyoshi, Hara-Nishimura Ikuko, Shimada Tomoo
  • 学会等名: 日本植物生理学会第57回年会
  • 発表場所: 盛岡（ 岩手大学）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Analysis of Arabidopsis thaliana Stomata Mutant bagel3 (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada Chisato, Suzuki Takamasa, Higashiyama Tetsuya, Nakagawa Tsuyoshi
  • 学会等名: 日本植物生理学会第57回年会
  • 発表場所: 盛岡（ 岩手大学）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Functional analysis on cargo-recognition sequences for clathrin coat proteins in Arabidopsis thaliana (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohata Shuhei, Yoshida Shohei, Matsunami Erika, Yamaguchi Junji, Jisaka Mitsuo, Nagaya Tsutomu, Yokota Kazushige, Nakagawa Tsuyoshi, Nishimura Kohji
  • 学会等名: 日本植物生理学会第57回年会
  • 発表場所: 盛岡（ 岩手大学）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Identification of the Gene Responsible for shabondama1 mutation in Arabidopsis thaliana (2016)
  • 著者名/発表者名: Amit Kumar Dutta, Nakagawa Tsuyoshi
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第44回講演会
  • 発表場所: 総社（ 岡山県立大学）
  • 年月日: 2016-01-23
• [学会発表] Gateway recycling cloning systemを利用した植物形質転換用バイナリベクターによる複数遺伝子のシロイヌナズナでの発現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高津理恵子、安藤まなみ、大橋未侑、栗冠真紀子、栗冠和郎、中川強、木村哲哉
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸（ 神戸国際会議場）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] リサイクリングクローニングシステムの改良とシロイヌナズナへの複数遺伝子導入・発現解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 税所利基、芝原健太、木村哲哉、中川強
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸（ 神戸国際会議場）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] シロイヌナズナ気孔形成突然変異体bagel3の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田千聖、鈴木孝征、東山哲也、中川強
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸（ 神戸国際会議場）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] シロイヌナズナの気孔形成と花粉の形成異常に関わるSHABONDAMA40の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中優史、川向誠、中川強
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸（ 神戸国際会議場）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] シロイヌナズナにおける液胞選別受容体の小胞輸送経路の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高畑周平、松波絵理香、吉田昇平、山内淳司、中川強、地阪光生、長屋敦、横田一成、西村浩二
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸（ 神戸国際会議場）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] シロイヌナズナ気孔形成突然変異体batel3の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田千聖、鈴木孝征、東山哲也、中川強
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部2015年度支部大会
  • 発表場所: 松山（ 愛媛大学）
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] 複数遺伝子クローニングシステムによるシロイヌナズナへの5遺伝子導入と発現解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 税所利基、芝原健太、木村哲哉、中川強
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第42回講演会
  • 発表場所: 鳥取（ 鳥取大学）
  • 年月日: 2015-06-13
• [学会発表] シロイヌナズナにおける被覆小胞による液胞輸送経路の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高畑周平、松波絵理香、吉田昇平、中川強、地阪光生、長屋敦、横田一成、西村浩二
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第42回講演会
  • 発表場所: 鳥取（ 鳥取大学）
  • 年月日: 2015-06-13
• [備考] 植物ベクター
  • URL: http://shimane-u.org/plantvectors.htm
• [備考] Nakagawa Lab. -Lab. Plant Molecular Genetics-
  • URL: http://shimane-u.org/nakagawa/gbv.htm