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RAB23が関わる植物精子の運動装置形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K15824
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

南野 尚紀  基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 特任助教 (20823256)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード膜交通 / RAB GTPase / 精子 / 鞭毛 / ゼニゴケ
研究開始時の研究の概要

一部の陸上植物は,動物と同様に運動能をもつ雄性配偶子である精子を形成する.鞭毛および多層構造体は,植物精子の運動能発現のために必須の構造であるが,その構築システムについては未解明な点が多い.
RAB23は,膜交通の制御因子であるRAB GTPaseのひとつで,鞭毛および繊毛をもつ生物に保存されるという特徴的な分布を示し,鞭毛の形成や運動に重要な役割を果たすと考えられる.本研究では,タイ類ゼニゴケをモデルとしたRAB23の分子機能の解明を通して,植物精子の鞭毛および多層構造体の構築システムの一端を明らかにする.

研究成果の概要

コケ植物を含む植物のいくつかの系統では、動物と同様に精子を形成し、鞭毛および多層構造体は植物精子の運動能を担う重要な構造である。本研究では、膜交通制御因子であるRAB GTPaseのサブファミリーのひとつであるRAB23について、コケ植物タイ類ゼニゴケを主に用い、そのはたらきを検証した。精子変態期における発生段階のステージ分けやオルガネラ動態の観察などの解析基盤を確立するとともに、ゼニゴケRAB23の分子的な性質や、ゼニゴケRAB23が鞭毛形成において軸糸構造の正常な形成に関わることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物の精子の運動装置形成の仕組みはこれまであまり明らかになっておらず、本研究はその一端を明らかにしました。また鞭毛は植物だけでなく動物にも保存された構造であり、本研究により明らかになったRAB23の鞭毛形成における役割は、他の生物における鞭毛形成の仕組みを考察するうえでも重要な知見になることが期待されます。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Autophagy regulates plastid reorganization during spermatogenesis in the liverwort Marchantia polymorpha2023

    • 著者名/発表者名
      Norizuki Takuya、Minamino Naoki、Sato Miyuki、Ueda Takashi
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 14 ページ: 1-8

    • DOI

      10.3389/fpls.2023.1101983

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Remodeling of organelles and microtubules during spermiogenesis in the liverwort Marchantia polymorpha2022

    • 著者名/発表者名
      Minamino Naoki、Norizuki Takuya、Mano Shoji、Ebine Kazuo、Ueda Takashi
    • 雑誌名

      Development

      巻: 149 号: 15 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1242/dev.200951

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phylogenetic distribution and expression pattern analyses identified a divergent basal body assembly protein involved in land plant spermatogenesis2022

    • 著者名/発表者名
      Koshimizu Shizuka、Minamino Naoki、Nishiyama Tomoaki、Yoro Emiko、Sato Mayuko、Wakazaki Mayumi、Toyooka Kiminori、Ebine Kazuo、Sakakibara Keiko、Ueda Takashi、Yano Kentaro
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 236 号: 3 ページ: 1182-1196

    • DOI

      10.1111/nph.18385

    • 関連する報告書
      2022 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] Dynamic rearrangement and autophagic degradation of mitochondria during spermiogenesis in the liverwort Marchantia polymorpha2022

    • 著者名/発表者名
      Norizuki Takuya、Minamino Naoki、Sato Miyuki、Tsukaya Hirokazu、Ueda Takashi
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 39 号: 11 ページ: 110975-110975

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110975

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Membrane trafficking functions of the ANTH/ENTH/VHS domain‐containing proteins in plants2022

    • 著者名/発表者名
      Feng Yihong、Hiwatashi Takuma、Minamino Naoki、Ebine Kazuo、Ueda Takashi
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 596 号: 17 ページ: 2256-2268

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14368

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 基部陸上植物タイ類ゼニゴケにおけるESCRT-III複合体の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      南野尚紀、法月拓也、真野昌二、海老根一生、上田貴志
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] イメージング・AI技術を駆使して植物精子の形成と運動の仕組みを理解する2022

    • 著者名/発表者名
      南野尚紀、法月拓也、藤井春樹、八野田奨、海老根一生、真野昌二、堀田一弘、上田貴志
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ゼニゴケ精子変態過程におけるオルガネラ動態の解析2020

    • 著者名/発表者名
      南野尚紀,海老根一生,上田貴志
    • 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

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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