| 研究課題/領域番号 |
19K06709
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44030:植物分子および生理科学関連
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
本瀬 宏康 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (70342863)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 先端成長 / 細胞極性 / 仮根 / コケ植物 / 微小管 / キナーゼ / キネシン / ゼニゴケ / 極性成長 / 仮根細胞 / 成長極性 / NIMA関連キナーゼ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞が一定方向に伸長する極性成長は様々な生物で見られる現象で、形態形成や生殖過程に不可欠であり、細胞構成要素の組織化という普遍的な問題を内包している。特に、植物の花粉管・根毛・仮根・原糸体は明瞭な極性のある先端成長を行うため、良いモデル系である。先端成長では微小管やアクチン繊維といった細胞骨格が重要であるが、その成長方向の決定と維持の仕組みはほとんどわかっていない。本研究では、基部陸上植物ゼニゴケの仮根細胞を主なモデル系として、植物細胞の成長方向制御機構を解明する。
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| 研究成果の概要 |
細胞がどのように方向性を認識し、一定の方向に成長するのか明らかにするため、先端成長を行うコケ植物の仮根細胞をモデル系として研究を行った。ゼニゴケの NIMA 関連キナーゼ（NEK）は、仮根先端の微小管束を維持することで、成長方向を安定化すること、約400のタンパクと相互作用し、成長点近傍に新規のオルガネラを形成して機能することを明らかにした。また、植物固有のアルマジロリピートキネシン（微小管を移動するモータータンパク）はNEKを仮根先端に運ぶとともに、核や葉緑体などの様々なオルガネラを先端方向に輸送し、仮根成長を駆動することを示した。この他に、仮根成長に影響する環境因子を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞は極性を獲得し、一定の方向に成長することで、その機能に適した形態を獲得する。しかし、その機構については未だ不明な点が多い。本研究により、植物細胞の先端成長が微小管により駆動されることが明らかになった。これまでアクチン繊維の重要性がクローズアップされてきたが、見過ごされてきた微小管の重要性とその機能・制御機構の一端が明らかになった。また、これまで不明だった植物細胞内でオルガネラなどの長距離輸送を行うモータータンパクが、植物固有のアルマジロリピートキネシンであることを見出した。仮根は陸上植物の初期根系であり、植物がどのように陸上環境に適応し、進化してきたのか理解する上でも重要である。
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