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細胞内の3オルガネラ分裂マシンの構造と機能に関するゲノム形態学的解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04813
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 形態・構造
研究機関日本女子大学

研究代表者

黒岩 常祥  日本女子大学, 理学研究科, 客員教授 (50033353)

研究分担者 永田 典子  日本女子大学, 理学部, 教授 (40311352)
研究協力者 黒岩 晴子  
井元 祐太  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワード葉緑体分裂マシン / ミトコンドリア分裂マシン / ペルオキシソーム分裂マシン / シゾンゲノム / 細胞小器官 / 葉緑体分裂リング / ミトコンドリア分裂リング / ペルオキシソーム分裂リング / オルガネラ分裂マシン / ゲノム形態学 / 細胞小器官(オルガネラ) / 細胞・組織 / オルガネラ / 分裂マシン / 超微細構造 / ゲノム形態 / PD/MDリング / PODリング / ダイナミンリング
研究成果の概要

真核細胞は細胞核の他、ミトコンドリアなど6種の細胞小器官(オルガネラ)により生命活動が維持されており、これらは細胞核と共に分裂/増殖する。申請者らはミトコンドリア、葉緑体及びぺルオキシゾームが、分裂マシンであるMDリング、PDリング、PODリングの収縮によって分裂/増殖することを捉えた。本研究目的は各リングの組成を知り、共通性を解明し、進化的意義を考察することであった。その結果PDとMDリングが共通の糖繊維の束であること、MD、PODリングが共通の酵素(dynamo 1)により分裂する機能を解明した。更にMDとPDの類似性から、両オルガネラが共通の祖先から誕生した可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

真核細胞は細胞核の他に6種の細胞小器官が生命活動を支えている。ミトコンドリアはエネルギー源ATPを生み出すが、その際に大量のCO2や猛毒の活性酸素を発生させる。これらを無毒化するのがぺルオキシソームである。ミトコンドリア病や癌、ペルオキシソーム病などには、これら細胞小器官の細胞内数が関与している。本研究成果はこうした医療にも応用されよう。一方植物は、葉緑体が光合成によりCO2を固定し温暖化を防ぐと共に、O2と糖(食料)を生み出し、地球環境の維持や生物の生存を支えている。医療にも、植物の生産性の向上にも、分裂マシンの基本機能の解明は必須であり、これを使った応用研究の貢献は大きい。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 9件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Onsite GTP fuelling via DYNAMO1 drives division of mitochondria and peroxisomes2018

    • 著者名/発表者名
      Imoto Yuuta、Abe Yuichi、Honsho Masanori、Okumoto Kanji、Ohnuma Mio、Kuroiwa Haruko、Kuroiwa Tsuneyoshi、Fujiki Yukio
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07009-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Holliday junction resolvases mediate chloroplast nucleoid segregation2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Y, Misumi O, Odahara M, Ishibashi K, Hirono M, Hidaka K, Endo M, Sugiyama H, Iwasaki H, Kuroiwa T, Shikanai T, Nishimura Y.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 356 号: 6338 ページ: 631-634

    • DOI

      10.1126/science.aan0038

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Glycosyltransferase MDR1 assembles a dividing ring for mitochondrial proliferation comprising polyglucan nanofilaments2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Yamato, Kuroiwa Haruko, Shimada Takashi, Yoshida Masaki, Ohnuma Mio, Fujiwara Takayuki, Imoto Yuuta, Yagisawa Fumi, Nishida Keiji, Hirooka Shunsuke, Misumi Osami, Mogi Yuko, Akakabe Yoshihiko, Matsushita Kazunobu, Kuroiwa Tsuneyoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 114 号: 50 ページ: 13284-13289

    • DOI

      10.1073/pnas.1715008114

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Defining dynamin-based ring organizing center on the peroxisome-dividing machinery isolated from Cyanidioschyzon merolae.2017

    • 著者名/発表者名
      Imoto, Y., Abe, Y., Okumoto, K., Honsho, M., Kuroiwa, H., Kuroiwa, T., and *Fujiki, Y.
    • 雑誌名

      J. Cell Sci.

      巻: 130 号: 5 ページ: 853-867

    • DOI

      10.1242/jcs.199182

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of a double nuclear gene-targeting method by two-step transformation based on a newly established chloramphenicol-selection system in the red alga Cyanidioschyzon merolae2017

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, T., Ohnuma, M., Kuroiwa, T., Ohbayashi, R., Hirooka, S.and Miyagishima, S.
    • 雑誌名

      Front. Plant Sci.

      巻: 8 ページ: 343-343

    • DOI

      10.3389/fpls.2017.00343

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] シゾンとメダカモから探る真核生物の増殖の基本原理2017

    • 著者名/発表者名
      黒岩常祥
    • 雑誌名

      Plant Morophology

      巻: 29 ページ: 63-71

    • NAID

      130006647165

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Surfing the vegetal pole in a small population: extracellular vertical transmission of an 'intracellular' deep-sea clam symbiont2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Ikuta, Kanae Igawa, Akihiro Tame, Tsuneyoshi Kuroiwa, Haruko Kuroiwa, Yui Aoki, Yoshihiro Takaki, Yukiko Nagai, Genki Ozawa, Masahiro Yamamoto, Ryusaku Deguchi, Katsunori Fujikura, Tadashi Maruyama, Takao Yoshida
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 3 号: 5 ページ: 160130-160130

    • DOI

      10.1098/rsos.160130

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome Size of the Ultrasmall Unicellular Freshwater Green Alga, <i>Medakamo hakoo</i> 311, as Determined by Staining with 4′,6-Diamidino-2-phenylindole after Microwave Oven Treatments: II. Comparison with <i>Cyanidioschyzon merolae</i>, <i>Saccharomyces cerevisiae</i> (<i>n</i>, 2<i>n</i>), and <i>Chlorella variabilis</i>2016

    • 著者名/発表者名
      Kuroiwa, T., Ohnuma, M., Imoto, Y., Misumi, O., Nagata, N., Miyakawa, I., Fujishima, M., Yagisawa, F., Kuroiwa, H.
    • 雑誌名

      CYTOLOGIA

      巻: 81 号: 1 ページ: 69-76

    • DOI

      10.1508/cytologia.81.69

    • NAID

      130005143755

    • ISSN
      0011-4545, 1348-7019
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Intracellular Structure of the Unicellular Red Alga <i>Cyanidioschyzon merolae</i> in Response to Phosphate Depletion and Resupplementation2016

    • 著者名/発表者名
      Yagisawa, F., Kuroiwa, H.,Fujiwara, T. and Kuroiwa, T.
    • 雑誌名

      CYTOLOGIA

      巻: 81 号: 3 ページ: 341-347

    • DOI

      10.1508/cytologia.81.341

    • NAID

      130005265019

    • ISSN
      0011-4545, 1348-7019
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 真核細胞の基本構造と機能をシゾンとメダカモの比較ゲノム形態から解く(2)2018

    • 著者名/発表者名
      黒岩常祥、黒岩晴子、永田典子、本多珠巳、田草川真理、三角修己、加藤翔一、乾弥生、松永朋子、松永幸大
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア分裂リング合成遺伝子MDR1の同定と機能の解析.2018

    • 著者名/発表者名
      吉田大和、黒岩晴子、嶋田崇史、吉田昌樹、大沼みお、藤原崇之、井元祐太、八木沢芙美、西田啓二、廣岡俊亮、三角修己、茂木祐子、赤壁善彦、松下一信、黒岩常祥
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 緑藻メダカモのゲノム解析2017

    • 著者名/発表者名
      加藤翔一、松永幸大、三角修己、乾弥生、黒岩晴子、黒岩常祥
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フウロソウ科植物の胚嚢細胞内オルガネラ のダイナミクスについて2017

    • 著者名/発表者名
      黒岩晴子、永田典子、黒岩常祥
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeの細胞分裂における ESCRTの役割2017

    • 著者名/発表者名
      八木沢芙美、藤原崇之、宮城島進也、中村宗一 黒岩晴子、黒岩常祥
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シゾンのオーロラキナーゼによるミトコンドリア分裂制御機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      松永朋子、加藤翔一、岡村枝里佳、坂本卓也、乾弥生、黒岩常祥、松永幸大
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 真核細胞の基本構造と機能をシゾンとメダカモのゲノム形態から解く2017

    • 著者名/発表者名
      黒岩常祥、黒岩晴子、永田典子、田草川真理、三角修己、加藤翔一、乾弥生、 松永朋子、松永幸大
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シゾンとメダカモから探る真核生物の増殖の基本原理2016

    • 著者名/発表者名
      黒岩常祥
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 単細胞藻類シゾンを用いたオーロラキナーゼによるミトコンドリア分裂制御メカニズムの解明2016

    • 著者名/発表者名
      岡村枝里佳 松永朋子 坂本卓也 黒岩常祥 松永幸大
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ペルオキシソーム分裂装置の構造と機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      井元祐太 阿部雄一 奥本寛治 本庄雅則 黒岩晴子 黒岩常祥 藤木幸夫
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 紅藻シゾンと極小緑藻メダカモから真核細胞の誕生・増殖の基本原理を探る2016

    • 著者名/発表者名
      黒岩常祥 黒岩晴子 永田典子 三角修己 田草川真理 井元祐太 八木沢芙美 乾弥生 松永幸大
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 藻類における脂質合成に関わる細胞小器官の機能について2016

    • 著者名/発表者名
      黒岩晴子 三角修己 井元祐太 大沼みお 黒岩常祥
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolae の構成的プラスミドと抗生物質耐性マーカーの開発2016

    • 著者名/発表者名
      大沼みお 藤原崇之 井元祐太 黒岩晴子 宮城島進也 田中寛 黒岩常祥
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] Cyanidioschyzon merolae : A NewModel Eukaryote for Cell and Organelle Biology2018

    • 著者名/発表者名
      ①Kuroiwa, T.,Miyagishima, S.,Matsunaga, S., Sato, N.,Nozaki, H., Tanaka, K., Misumi, O.
    • 総ページ数
      365
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811061004
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Cyanidioschyzon merolae: A New Model Eukaryote for Cell and Organelle Biology2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuneyoshi Kuroiwa, Sinya Miyagishima, Sachihiro Matsunaga, Naoki Sato, Hisayoshi Nozaki, Kan Tanaka, Osami Misumi Editors
    • 総ページ数
      365
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811061004
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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