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細胞分裂における染色体-微小管相互作用の新機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02471
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分44030:植物分子および生理科学関連
研究機関神奈川工科大学 (2020-2021)
基礎生物学研究所 (2018-2019)

研究代表者

村田 隆  神奈川工科大学, 応用バイオ科学部, 教授 (00242024)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
キーワード微小管 / 紡錘体 / 植物細胞 / 核膜 / 液液相分離 / 細胞分裂 / 染色体 / イメージング / 動原体
研究成果の概要

植物細胞では中心体なしに紡錘体ができるが、どのようにして微小管が生じ染色体が捕捉され配列するかはわかっていない。本研究ではライブイメージングにより核膜、微小管、染色体の挙動、微小管と染色体の相互作用を可視化することに成功した。さらに、微小管をmScarlet-iとmsGFPで2重標識して光退色実験を行い、微小管の重合脱重合の頻度を解析したところ、核膜の内側で微小管重合が促進されるため微小管分布が核膜内側に移行することが分かった。動原体周囲から生じる微小管は検出できなかったため、重合促進には染色体による微小管誘導は関与していないと考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

紡錘体は細胞分裂の時に出現する構造で、遺伝情報を娘細胞に伝える染色体を2つに分配する。生きている植物細胞で紡錘体、染色体、核膜、動原体を蛍光標識して通常の共焦点顕微鏡および共同研究で開発した2光子スピニングディスク共焦点顕微鏡で観察することにより、紡錘体が作られる仕組みと染色体と紡錘体が結合するしくみを明らかにした。この研究は植物の細胞分裂の仕組みがどのように進化してきたかの理解に貢献するとともに、植物細胞の増殖機構を研究するために役に立つ。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Low-invasive 5D visualization of mitotic progression by two-photon excitation spinning-disk confocal microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Kamada Takafumi、Otomo Kohei、Murata Takashi、Nakata Kaito、Hiruma Shota、Uehara Ryota、Hasebe Mitsuyasu、Nemoto Tomomi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-021-04543-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chemical screen of Arabidopsis zygote and proteomics in tobacco BY-2 cells identify general plant cell division inhibitors2022

    • 著者名/発表者名
      Kimata Yusuke, Yamada Moe, Murata Takashi, Kuwata Keiko, Sato Ayato, Suzuki Takamasa, Kurihara Daisuke, Hasebe Mitsuyasu, Higashiyama Tetsuya, Ueda Minako
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2022.04.28.489799

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 植物の紡錘体形成における微小管の起源2020

    • 著者名/発表者名
      村田隆、大友康平、根本知己、長谷部光泰
    • 学会等名
      日本生物物理学会第58回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 動原体片側への微小管結合による染色体の赤道面への配列運動2020

    • 著者名/発表者名
      村田隆、大友康平、根本知己、長谷部光泰
    • 学会等名
      生体運動研究合同班会議2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 植物の細胞分裂は独自の染色体配列機構を持つ2019

    • 著者名/発表者名
      発表者名 村田隆、大友康平、加藤輝、根本知己、長谷部光泰
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 2光子スピニングディスク共焦点顕微鏡を用いた3Dマルチカラー生細胞イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      村田隆
    • 学会等名
      定量生物学の会 北海道キャラバン 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Two-photon spinning disk microscopy reveals steps of chromosome alignment during mitotic spindle formation in plant cells2019

    • 著者名/発表者名
      Murata Takashi, Otomo Kohei, Kato Kagayaki, Nemoto Tomomi, Hasebe Mitsuyasu
    • 学会等名
      The 66th NIBB Conference / ABiS International Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 植物紡錘体における染色体の配列運動は3つの過程に分けられる2019

    • 著者名/発表者名
      村田 隆、大友 康平、加藤 輝、根本 知己、長谷部 光泰
    • 学会等名
      2019年生体運動研究合同班会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 研究内容

    • URL

      https://sites.google.com/view/kait-muratalab/%E7%A0%94%E7%A9%B6%E5%86%85%E5%AE%B9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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