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植物細胞の空間情報処理機構の階層的理解

研究課題

研究課題/領域番号 16H06172
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 植物分子・生理科学
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

小田 祥久  国立遺伝学研究所, 新分野創造センター, 准教授 (30583257)

研究協力者 佐々木 武馬  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 21,190千円 (直接経費: 16,300千円、間接経費: 4,890千円)
キーワード細胞壁 / 微小管 / GTPase / ROPGTPase / 細胞形態形成 / 植物
研究成果の概要

本研究課題では木部道管における細胞分化をモデルとして細胞内に適切に細胞骨格を配置し、細胞壁の沈着パターンを決定づける空間的なシグナルの分子実体とその階層的な作用機序の解明を試みた。その結果、ROPタンパク質の相互作用から自律的に細胞骨格の制御ドメインが形成されること、微小管と細胞膜との相互作用の調節により細胞壁の沈着パターンが決定されることがことが明らかとなった。これらの成果により、ROPタンパク質と細胞骨格との階層的な作用を通して細胞自律的に細胞壁の沈着パターンが決まる仕組みが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多細胞生物の発生では個々の細胞が適切な形態や機能を獲得するプロセスが必須である。植物においては細胞膜直下に並ぶ微小管やアクチン繊維が細胞壁の沈着パターンを適切に制御することにより細胞の成長や分化を支えている。そのためには細胞内での細胞骨格等の構造の配置を時空間的に厳密に制御する必要があるが、その分子的な実態や作用機序は明らかとなっていなかった。本研究ではタンパク質間の相互作用から自律的に細胞内の空間配置が決定される仕組みの一端が見いだされ、多細胞発生の細胞を支える細胞の振る舞いの理解に繋がる成果となった。

報告書

(3件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 1件、 招待講演 7件)

  • [国際共同研究] Czech Academy of Sciences/Charles University in Prague(チェコ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] A Rho-based reaction-diffusion system governs xylem cell wall patterning in metaxylem vessels.2018

    • 著者名/発表者名
      Nagashima, Y., Tsugawa, S., Mochizuki, A., Sasaki, T., Fukuda, H., and Oda, Y.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 8 号: 1 ページ: 11542-11542

    • DOI

      10.1038/s41598-018-29543-y

    • 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] Reconstruction of ROP GTPase Domains on the Plasma Membrane in Tobacco Leaves2018

    • 著者名/発表者名
      Oda Yoshihisa、Nagashima Yoshinobu、Fukuda Hiroo
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: - ページ: 393-399

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8612-5_26

    • ISBN
      9781493986118, 9781493986125
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Emerging roles of cortical microtubule-membrane interactions2018

    • 著者名/発表者名
      Oda Y
    • 雑誌名

      J Plant Res

      巻: 131 号: 1 ページ: 5-14

    • DOI

      10.1007/s10265-017-0995-4

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CORTICAL MICROTUBULE DISORDERING1 Is Required for Secondary Cell Wall Patterning in Xylem Vessels2017

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Takema、Fukuda Hiroo、Oda Yoshihisa
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 29 号: 12 ページ: 3123-3139

    • DOI

      10.1105/tpc.17.00663

    • 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] A novel plasma membrane-anchored protein regulates xylem cell-wall deposition through microtubule-dependent lateral inhibition of Rho GTPase domains2017

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Y, Wakazaki M, Toyooka K, Fukuda H, Oda Y
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 27 号: 16 ページ: 2522-2528

    • DOI

      10.1016/j.cub.2017.06.059

    • 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] Microtubule-dependent targeting of the exocyst complex is necessary for xylem development in Arabidopsis.2017

    • 著者名/発表者名
      Vukasinovic N, Oda Y, Pejchar P, Synek L, Pecenkova T, Rawat A, Sekeres J, Potocky M, Zarsky V
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 213 号: 3 ページ: 1052-1067

    • DOI

      10.1111/nph.14267

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] VND6-induced Xylem Cell Differentiation in Arabidopsis Cell Cultures2017

    • 著者名/発表者名
      Oda Y
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol.1544

      巻: 1544 ページ: 67-73

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6722-3_6

    • ISBN
      9781493967209, 9781493967223
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 道管の壁孔パターンを制御する ROP GTPase の解析2018

    • 著者名/発表者名
      長島慶宜,津川暁,望月敦史,佐々木武馬,福田裕穂,小田祥久
    • 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
  • [学会発表] IQD13 は微小管と細胞膜に相互作用し、二次細胞壁のパターン形成を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      杉山友希,福田裕穂,小田祥久
    • 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
  • [学会発表] CORTICAL MICROTUBULE DISORDERING1 (CORD1) は木部道管細胞において蓄積する細胞壁の構造を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木武馬,福田裕穂,小田祥久
    • 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
  • [学会発表] 木部道管分化における自律的な細胞壁パターンの形成2017

    • 著者名/発表者名
      小田 祥久
    • 学会等名
      MIMS現象数理学拠点共同研究集会「時空間ダイナミクス~生命現象における時間変化を伴う空間秩序」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞膜ドメインの形を制御する新規の微小管付随タンパク質の解析2017

    • 著者名/発表者名
      杉山 友希, 福田 裕穂, 小田 祥久
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 新規木部細胞分化誘導系を用いた二次細胞壁パターン制御機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      小田 祥久, 佐々木 武馬
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 表層微小管の脱配向性を促進する新規微小管局在性タンパク質の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木 武馬, 福田 裕穂, 小田 祥久
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 道管において二次細胞壁パターンを制御する協調的なROPシグナル分子の解析2017

    • 著者名/発表者名
      長島 慶宜, 福田 裕穂, 小田 祥久
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Moleular basis of secondary cell wall patterning2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Oda
    • 学会等名
      GDRI Integrative Plant Biology "The Developing Plant in its Environment"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Secondary cell wall patterning in metaxylem vessels2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Oda
    • 学会等名
      TAIWAN-JAPAN Plant Biology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A novel microtubule-localized protein regulates the structure of xylem vessels2017

    • 著者名/発表者名
      Takema Sasaki, Hiroo Fukuda, Yoshihisa Oda
    • 学会等名
      The 1st IROAST Symposium: Plant Cell and Developmental Biology: Approaches to Multiscale Biosystems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 道管分化における細胞壁パターン形成2017

    • 著者名/発表者名
      小田祥久
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PL-046 二次細胞壁のパターン形成において細胞膜ドメインの形は新規の細胞膜‐微小管付随タンパク質により制御される2017

    • 著者名/発表者名
      杉山友希,若崎眞由美,佐藤繭子,豊岡公徳,福田裕穂,小田祥久
    • 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、鹿児島市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 1aD10 シロイヌナズナにおいて道管細胞の構造を制御する新規微小管局在因子の解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木武馬,福田裕穂,小田祥久
    • 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、鹿児島市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 1aB09 道管において壁孔の形成を協調的に制御するROP GTPase シグナルの解析2017

    • 著者名/発表者名
      長島慶宜,福田裕穂,小田祥久
    • 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、鹿児島市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 2AS12-2 Geometry formation of the immobile plant xylem cell2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Oda
    • 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、横浜市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] P-1336 シロイヌナズナに おいて細胞の形態を制御する転写因子の探索2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木武馬, 松井南, 小田祥久
    • 学会等名
      日本植物学会第80回沖縄大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター、那覇市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 3aSA01 Dissection and reconstruction of cell-wall patterning machinery2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Oda
    • 学会等名
      JPR International Symposium:Semi-in-vivo developmental biology
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター、那覇市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 木部道管分化にみる細胞の自立的な空間パターン形成2016

    • 著者名/発表者名
      小田祥久
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所新分野創造センター創立10週年シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス、文京区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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