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重力応答性のタンパク質細胞内局在を可能にする分解制御機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K14731
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分44030:植物分子および生理科学関連
研究機関基礎生物学研究所

研究代表者

中村 守貴  基礎生物学研究所, 植物環境応答研究部門, 特任研究員 (90808560)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード重力屈性 / 重力シグナリング / LAZY1ファミリー / タンパク質分解 / 細胞内局在 / シグナル伝達
研究成果の概要

重力屈性反応における重力シグナリングは、アミロプラスト沈降による重力感受とオーキシン輸送制御とをつなぐ、重力感受細胞内の重要な情報伝達プロセスである。本研究課題では、重力シグナリングの鍵因子であるLAZY1ファミリーの量的制御と時空間的細胞内挙動を解析することで、重力シグナリングの分子機構の理解を目指した。本研究により、LZY3はユビキチン化され、ユビキチン-プロテアソーム経路を介して量的制御を受けている可能性を見出した。さらには、高感度のライブイメージング技術によりLZY3の可視化に成功し、LZY3がアミロプラスト沈降に伴って重力方向側の細胞膜へと局在変化することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでの研究では、LAZY1ファミリーの分子レベルでの研究は十分にされていなかった。また、LAZY1ファミリーが重力シグナリングで機能するにも関わらず、上流のプロセスであるアミロプラスト沈降との関連性に着目した研究は全くされていなかった。本研究により、LZY3はユビキチン化されることで存在量が低く保たれていることが明らかになり、重力シグナリングにおけるLAZY1ファミリーの量的制御の重要性を示すことができた。さらには、アミロプラスト動態とLZY3の細胞内動態を時空間的に関連づけたことにより、今後、LAZY1ファミリーを中心とした重力シグナリングの分子機構の理解が進むと期待できる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Polar recruitment of RLD by LAZY1-like protein during gravity signaling in root branch angle control2020

    • 著者名/発表者名
      Furutani Masahiko、Hirano Yoshinori、Nishimura Takeshi、Nakamura Moritaka、Taniguchi Masatoshi、Suzuki Kanako、Oshida Ryuichiro、Kondo Chiemi、Sun Song、Kato Kagayaki、Fukao Yoichiro、Hakoshima Toshio、Morita Miyo Terao
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1038/s41467-019-13729-7

    • 関連する報告書
      2019 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] Bridging the gap between amyloplasts and directional auxin transport in plant gravitropism2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Nishimura T, Morita MT
    • 雑誌名

      Current Opinion in Plant Biology

      巻: 52 ページ: 54-60

    • DOI

      10.1016/j.pbi.2019.07.005

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gravity sensing and signal conversion in plant gravitropism2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Nishimura T, Morita MT
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 70 号: 14 ページ: 3495-3506

    • DOI

      10.1093/jxb/erz158

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 重力屈性における重力感受とシグナリングのメカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      西村岳志、中村守貴、森田(寺尾)美代
    • 雑誌名

      植物の生長調節

      巻: 54 ページ: 102-107

    • NAID

      130008060492

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 重力感受細胞内で極性局在するLZY3は RLD1をリクルートする2020

    • 著者名/発表者名
      中村守貴, 古谷将彦, 近藤智恵美, 西村岳志, 谷口雅俊, 森田(寺尾)美代
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 重力シグナリング因子LZY3の重力感受細胞内における局在解析2019

    • 著者名/発表者名
      中村守貴
    • 学会等名
      第8回植物エンドメンブレンミーティング
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 重力感受細胞内における重力シグナリング因子LZY3の局在解析2019

    • 著者名/発表者名
      中村守貴, 西村岳志, 近藤智恵美, 古谷将彦, 谷口雅俊, 森田(寺尾)美代
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 重力シグナリング因子LZY3に着目した重力屈性制御機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      中村守貴
    • 学会等名
      第7回植物エンドメンブレンミーティング
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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