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植物細胞の分裂期微小管構造体の動態を制御する分子機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K06696
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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
研究機関弘前大学

研究代表者

笹部 美知子  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (00454380)

研究分担者 町田 泰則  名古屋大学, 理学研究科, 名誉教授 (80175596)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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)
キーワード細胞分裂 / 微小管 / 紡錘体 / フラグモプラスト / キネシン / 微小管結合タンパク質 / リン酸化 / 相互作用因子
研究開始時の研究の概要

植物の細胞分裂は、植物細胞に特徴的な微小管構造体を介して実行される。しかし、これらの構造体が形成される仕組みや、分裂の過程で連続的でダイナミックな構造変換を制御する仕組みについては未知な部分が多い。本研究では、これまでの研究で見いだした分裂期特異的に機能する多機能性キネシン(Kin14)を基盤として、1) 各分裂期微小管構造体の形成と動態制御における Kin14 の分子機能を明らかにし、2) その機能を制御している因子や相互作用因子を同定し、その制御機構を明らかにすることにより、分裂期における微小管構造体の動態制御の分子メカニズムを解明する。

研究成果の概要

植物の細胞分裂は、分裂の進行に伴いダイナミックに変化する植物細胞にユニークな微小管構造体を介して実行される。本研究では、分裂期を通して種々の分裂期微小管構造体に局在するキネシン14タンパク質を基軸として研究を行い、この因子がリン酸化や相互作用因子によりその分子活性を変化させること、さらに異なる分子活性を介して中期紡錘体及び細胞質分裂装置であるフラグモプラストの動態制御に寄与していることを示した。また、本因子の相互作用因子の同定を進め、キネシン14の分子活性の制御に関与している可能性のある候補因子を複数同定した。これらは分裂期微小管の構造変換のしくみを解明するための基盤的知見となる成果である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、特定の微小管結合タンパク質が、異なる活性を介して種々の分裂期微小管構造体の動態制御に関与していることを示し、その活性制御に関与する可能性のある候補因子を複数同定した。植物細胞において、分裂期における微小管構造体の連続的な構造変換を駆動するしくみは未解明な部分が多いが、本成果は植物の細胞分裂及び個体発生を支える未解明のメカニズム解明の基盤となる学術的に重要な成果である。これらの知見は医学、農学分野における新しい技術創成の基盤となる可能性もあることから、社会的にも意義のある研究に発展する可能性がある。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Early Endosomal Trafficking Component BEN2/VPS45 Plays a Crucial Role in Internal Tissues in Regulating Root Growth and Meristem Size in Arabidopsis2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuura Yuki、Fukasawa Narumi、Ogita Kosuke、Sasabe Michiko、Kakimoto Tatsuo、Tanaka Hirokazu
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: 1027-1027

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.01027

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] シロイヌナズナASYMMETRIC LEAVES2 (AS2)タンパク質の細胞周期に依存した動態変化2024

    • 著者名/発表者名
      笹部美知子・鈴木景子・山上楓・安藤沙友里・岩川秀和・小島晶子・町田泰則・町田千代子
    • 学会等名
      第65回日本植物生理学会年会・神戸国際会議場
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの細胞分裂を制御する多機能性キネシンATK1の相互作用因子の探索と機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      山地良樹・三上裕大・菅原史帆・千葉俊太・笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第 13 回大会・岩手大学上田キャンパス
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 多機能性キネシンKinesin-14ファミリーメンバーATK2及びATK3の解析2023

    • 著者名/発表者名
      飯塚雄麻・山地良樹・笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第 13 回大会・岩手大学上田キャンパス
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 植物の細胞質分裂を制御するキネシン14ファミリータンパク質の相互作用候補因子BGLC1の解析2023

    • 著者名/発表者名
      蝦名賛・山地良樹・菅原史帆・千葉俊太・笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第 13 回大会・岩手大学上田キャンパス
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] マルバマンサクに形成される2種類の虫こぶの形態的差違を生み出す要因の探索2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木啓充・小黒那智・池田紘士・笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第 13 回大会・岩手大学上田キャンパス
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] The function of Kinesin-14 family proteins of Arabidopsis thaliana is regulated by phosphorylation2023

    • 著者名/発表者名
      Michiko Sasabe, Yudai Mikami, Masanobu Tomita, Yoshiki Yamaji, Takahiro Hamada, Hirofumi Nakagami, Takashi Hashimoto, Yasunori Machida
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの細胞分裂を制御するキネシン14ファミリータンパク質の相互作用因子の探索2022

    • 著者名/発表者名
      山地良樹, 三上裕大, 菅原史帆, 千葉俊太, 笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第12回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるKinesin 14 ファミリーの機能解析:ゲノム編集を用いた多重変異体作出の試み2022

    • 著者名/発表者名
      飯塚雄麻, 山地良樹, Allen Yi-Lun Tsai , 澤進一郎, 笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第12回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物細胞における分裂方向の制御とホスファチジルイノシトール2022

    • 著者名/発表者名
      千葉俊太, 田安智明, 細井俊良, 飯田智子, 橋場真子, 鈴木伶奈, 笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第12回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの細胞分裂を制御するATK1の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      山地良樹, 三上裕大, 冨田昌伸,宮武亮悟, 濱田隆宏, 中神弘史, 橋本隆, 町田泰則, 笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第11回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物細胞における分裂方向の制御に関わる因子の探索2021

    • 著者名/発表者名
      千葉俊太, 田安智明, 細井俊良, 飯田智子, 橋場真子, 鈴木伶奈, 渡邊悦子, 上村松生, 笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第11回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 葉の運命決定に関与するASYMMETRIC LEAVES2タンパク質の 動態解析と相互作用因子の探索2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木景子,岩山慎太郎,小島晶子,岩川秀和,安藤沙友里,町田千代子, 町田泰則,笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第11回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] アクチン繊維による初期フラグモプラスト微小管配列の制御2020

    • 著者名/発表者名
      前田恵祥,笹部美知子,町田泰則,馳澤盛一郎,花俣繁,檜垣匠
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞性粘菌の自己分泌型多細胞体発生促進因子の探索2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木 凌, 笹部美知子, 福澤 雅志
    • 学会等名
      東北植物学会第10回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物細胞における分裂方向決定メカニズムの解析と分裂方向決定因子の探索2020

    • 著者名/発表者名
      細井 俊良, 田安 智明, 飯田 智子, 橋場 真子, 鈴木 伶奈, 笹部 美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第10回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの二つの NACK キネシンは発生過程で見られる多様な細胞質分裂の制御に関与する2020

    • 著者名/発表者名
      山家 広大, 細井 俊良, 別役 重之, 笹部 美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第10回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マンサクに形成される2種の虫こぶの形成機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      小黒 那智, 久保 稔, 澤 進一郎, 山尾 僚, 池田 紘士, 笹部 美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第10回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マンサクの地理分化に伴う近縁な3 種のアブラムシにおける虫こぶ形態の多様化2020

    • 著者名/発表者名
      水木まゆ, 金子洋平, 雪江祥貴, 陶山佳久, 廣田峻, 澤進一郎, 久保稔, 山尾僚, 笹部美知子, 池田紘士
    • 学会等名
      第68回 日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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