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植物の極性分泌における細胞膜上の極性場形成機構の役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H05068
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 応用分子細胞生物学
研究機関京都府立大学

研究代表者

佐藤 雅彦  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (20283575)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワードホスホイノシチド / 極性確率 / 膜交通 / 根毛形成 / シロイヌナズナ / FAB1 / 極性輸送 / 根毛 / イノシトールリン脂質 / 極性確立 / 細胞極性確立 / イノシトールリン脂質シグナリング / 細胞壁 / 細胞骨格 / 微小管 / 表層微小管 / 分泌経路 / 極性分泌 / 細胞内小胞輸送 / 極性確立メカニズム
研究成果の概要

FAB1による細胞膜上の“極性場”の形成機構の解明を中心に,オーキシンなど上流のシグナル伝達系からの情報の入力から下流の細胞骨格系,膜交通系など情報出力系までの複数の分子システムを有機的に統合することで,細胞の極性確立とそれに伴う極性分泌のメカニズムを総合的に理解することを目指した。結果として,PI(3,5)P2を特異的に標識する蛍光マーカーを開発し,共焦点レーザー顕微鏡による解析によって伸長中の根毛のPI(3,5)P2の動態解析を世界で初めて成功した 。更に,根毛においてFAB1と特異的に結合する低分子量GTPase, ROP10を同定し,根毛の側面形成時における役割の解明に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,申請者が発見した二種類のイノシトールリン脂質の細胞膜上の偏在性に注目し,極性分泌制御の観点から植物細胞の形態形成の基本原理を明らかにしようとする挑戦的な研究である。植物にとっての極性分泌現象は,クチクラや根における金属キレート物質の分泌,蜜腺での蜜の分泌,ワックスの分泌などにも必須の現象である。今回明らかになったFAB1およびPI(3,5)P2による細胞の極性分泌メカニズムの理解は,応用的には,農作物や花きなどの形の制御による品種改良,細胞壁やクチクラ,ワックス層の増強による病害性抵抗性増強などにつながる基盤技術になると考えている。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University of Wisconsin/University of Michigan(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Konstanz/University of Tubingen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Amsterdam(オランダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Michigan(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Amsterdam(オランダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Wisconsin(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Concerted action of evolutionarily ancient and novel SNARE complexes in flowering-plant cytokinesis2018

    • 著者名/発表者名
      Minsoon Park, Cornelia Krause, Matthias Karnahl, Ilka Reichardt, Farid El Kasmi, Ulrike Mayer, York-Dieter Stierhof, Ulrike Hiller, Georg Strompen, Martin Bayer, Marika Kients, *Masa H. Sato*, Marc T. Nishimura, Jeffery L. Dangl, Anton A. Sanderfoot, Gerd Juergens
    • 雑誌名

      Dev. Cell

      巻: 44 号: 4 ページ: 500-511

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2017.12.027

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Arabidopsis VAC14 is critical for pollen development through mediating vacuolar organization2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang Wei-Tong、Li En、Guo Yan-Kui、Yu Shi-Xia、Wan Zhi-Yuan、Ma Ting、Li Sha、Sato Masa H.、Hirano Tomoko、Zhang Yan
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 177 号: 4 ページ: 1529-1538

    • DOI

      10.1104/pp.18.00495

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The E3 ligase BRUTUS facilitates degradation of VOZ1/2 transcription factors2018

    • 著者名/発表者名
      Selote Devarshi、Matthiadis Anna、Gillikin Jeffrey W.、Sato Masa H.、Long Terri A.
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment

      巻: 41 号: 10 ページ: 2463-2474

    • DOI

      10.1111/pce.13363

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] PtdIns(3,5)P2 mediates root hair shank hardening in Arabidopsis.2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano T, Konno H, Takeda S, Dolan L, Kato M, Aoyama T, Higaki T, Takigawa-Imamura H, Sato MH.
    • 雑誌名

      Nat Plants.

      巻: 4 号: 11 ページ: 888-897

    • DOI

      10.1038/s41477-018-0277-8

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Visualization of phosphatidylinositol 3,5-bisphosphate dynamics by tandem ML1N-based fluorescent protein probe in Arabidopsis.2017

    • 著者名/発表者名
      Hirano T, Stecker K, Munnik T, Xu H, Sato MH.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: Epub adead of print 号: 7 ページ: 1185-1195

    • DOI

      10.1093/pcp/pcx011

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Vascular plant taone-zinc-finger protein 2 is localized both to the nucleus and stress granules under heat stress in Arabidopsis.2017

    • 著者名/発表者名
      Koguchi M, Yamasaki K, Hirano T, Sato MH.
    • 雑誌名

      Plant Signal Behav.

      巻: 4 号: 3 ページ: e1295907-e1295907

    • DOI

      10.1080/15592324.2017.1295907

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Arabidopsis SH3P2 is an ubiquitin-binding protein that functions together with ESCRT-I and the deubiquitylating enzyme AMSH3.2017

    • 著者名/発表者名
      Nagel MK, Kalinowska K, Vogel K, Reynolds GD, Wu Z, Anzenberger F, Ichikawa M, Tsutsumi C, *_Sato MH_*, Kuster B, Bednarek SY, Isono E.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 114 号: 34

    • DOI

      10.1073/pnas.1710866114

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Overexpression of FAB1A-GFP recruits SNX2b on the endosome membrane in snx1-1 mutant in Arabidopsis.2016

    • 著者名/発表者名
      Hirano T, Sato MH.
    • 雑誌名

      Plant Signal Behav.

      巻: 2 号: 1 ページ: e1110663-e1110663

    • DOI

      10.1080/15592324.2015.1110663

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of Ab-GALFA method, a novel assay method for analyzing molecular mechanisms underlying the gall formation process using a model plant, Arabidopsis thaliana.2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤雅彦
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒ素輸送体ArsBとオルガネラターゲッティング技術を利用したヒ素耐性植物の作成2018

    • 著者名/発表者名
      出呂町祐典,西村浩二,清野正子,浦口晋平,佐藤雅彦,平野朋子
    • 学会等名
      第36回日本植物分子細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] SYP123は,根毛の二次細胞壁合成のために輸送を行う2018

    • 著者名/発表者名
      平野朋子,佐藤雅彦,山本美奈
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] モデル植物シロイヌナズナを用いた虫こぶ形成機構の分子生物学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤雅彦,岡本彩花,木村成介,斉藤悠馬,田中玲帆,武田征士,大島一正,平野朋子
    • 学会等名
      日本植物細胞分子生物学会金沢大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Ab-GALFA method, a novel assay for analyzing molecular mechanisms underlying the gall formation process using a model plant, Arabidopsis thaliana.2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤雅彦
    • 学会等名
      第59回 日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナVOZ2タンパク質は,熱ストレス条件下において,核とストレス下流の両者に局在する2017

    • 著者名/発表者名
      高口美早紀,山崎加奈子,平野朋子,佐藤雅彦
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 「虫こぶ」プロジェクト:植物の形態や代謝を制御する新たな技術開発に向けて2017

    • 著者名/発表者名
      大坪憲弘,武田征士,木村成介,佐藤雅彦,大島一成
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Ab-GALFA: Development of a novel bioassay for dissecting of gall formation mechanism using Arabidopsis thaliana.2017

    • 著者名/発表者名
      Ayaka Okamoto, Tomoko Hirano, Akihisa Hamatani, Issei Ohshima, Seisuke Kimura, Masa H. Sato
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Ab-GALFA法;モデル植物シロイヌナズナを用いた虫こぶ形成メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤雅彦_,岡本彩花,大島一正,木村成介,平野朋子
    • 学会等名
      第35回日本植物細胞生物学会(さいたま)大会(招待講演)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イノシトールリン脂質が制御する根毛の形態形成2017

    • 著者名/発表者名
      平野朋子,武田征士,加藤真理子,青山卓史,桧垣匠,今村寿子, 佐藤雅彦
    • 学会等名
      第35回日本植物細胞生物学会(さいたま)大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ヒ素輸送体ArsBとオルガネラターゲッティング技術を利用したヒ素耐性植物の作成2017

    • 著者名/発表者名
      出呂町祐典,西村浩二, 佐藤雅彦,平野朋子
    • 学会等名
      第35回日本植物細胞生物学会(さいたま)大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 植物の潜在能力を引き出す『虫こぶ』の魅力2017

    • 著者名/発表者名
      大坪憲弘,佐藤雅彦
    • 学会等名
      第49回 植物バイテクシンポジウム
    • 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: 2022-08-19  

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