ピンポイント機能阻害による細胞内微細構造ダイナミクスの研究

• 研究課題/領域番号: 23370029
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 形態・構造
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 松永 幸大 東京理科大学, 理工学部, 准教授 (40323448)
• 研究分担者: 朽名 夏麿 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (70578559)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2013年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2012年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2011年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: 細胞分裂 / 染色体 / 顕微鏡 / イメージング / 光分子不活性化法 / 光活性化タンパク質 / ピンポイント / 機能阻害 / 細胞動態 / 微細構造 / KillerRed / 光阻害 / ライブセルイメージング / ROS / タンパク質

研究概要

細胞内微細構造を不活性化する「ピンポイント機能阻害法」を用いて、動植物の細胞分裂ダイナミクス制御機構を明らかにすることを目的とした。光変換タンパク質を染色体タンパク質に連結し、高出力レーザーによるピンポイント機能阻害法を開発した。光変換タンパク質によるRBMXタンパク質の時空間特異的機能阻害実験をライブセルイメージングと組み合わせて実施した。その結果、RBMXはクロマチンと相互作用していることを明らかにした。技術的には、蛍光基質で標識した細胞内の微細構造にレーザー光を照射してROSを発生させて、タンパク質複合体の構造を破壊することで、細胞分裂の遅延を起こすことができるようになった。

研究成果

• [雑誌論文] Chromophore-assisted laser inactivation - towards a spatiotemporal-functional analysis of proteins, and the ablation of chromatin, organelle and cell function (2014)
  • 著者名/発表者名: Sano, Y., Watanabe, W. and Matsunaga, S.
  • 雑誌名: JOURNAL OF CELL SCIENCE 巻: 127 号: 8 ページ: 1621-1629
  • DOI: 10.1242/jcs.144527
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The kineain-like protein TOP promotes Aurora localisation and induces mitochondrial, chloroplast and nuclear division (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamato Yoshida, Takayuki Fujiwara, Yuuta Imoto, Masaki Yoshida, Mio Ohnuma, Shunsuke Hirooka, Osami Misumi, Haruko Kuroiwa, Tsuneyoshi Kuroiwa
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 126 ページ: 2392-2400
  • DOI: 10.1242/jcs.116798
  • 査読あり
• [雑誌論文] New insights into the dynamics of plant cell nuclei and chromosomes (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, S., Katagiri, Y., Nagashima, Y., Sugiyama, T., Hasegawa, J., Hayashi, K. and Sakamoto, T.
  • 雑誌名: INTERNATIONAL REVIEW OF CELL AND MOLECULAR BIOLOGY 巻: 305 ページ: 253-301
  • DOI: 10.1016/b978-0-12-407695-2.00006-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytokinins control endocycle onset by promoting the expression of an APC/C activator in Arabidopsis roots (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, N., Kajihara, T., Okamura, C., Kim, Y., Katagiri, Y., Okushima, Y., Matsunaga, S., Hwang, I. and Umeda, M.
  • 雑誌名: Curr. Biol. 巻: 23 号: 18 ページ: 1812-1817
  • DOI: 10.1016/j.cub.2013.07.051
  • NAID: 120005716839
  • 査読あり
• [雑誌論文] The boundary of the meristematic and elongation zones in roots : endoreduplication precedes rapid cell expansion (2013)
  • 著者名/発表者名: Kohma Hayashi, Junko Hasegawa, Sachihiro Matsunaga
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 2723-2723
  • DOI: 10.1038/srep02723
  • 査読あり
• [雑誌論文] ASURA (Phb2) interacts with Sccl through chromatin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Equilibrina, I.
  • 雑誌名: Cytogenet. Genome Res 巻: (in press) 号: 4 ページ: 225-233
  • DOI: 10.1159/000350004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of visualization techniques for cell and tissue engineering. (2013)
  • 著者名/発表者名: Higashi, T.
  • 雑誌名: J. Boisci. Bioeng. 巻: 115 号: 2 ページ: 122-126
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2012.09.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] RBMX: a regulator for maintenance and centromeric protection of sister chromatid cohesion. (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, S.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 19 号: 4 ページ: 299-308
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2012.02.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Active learning framework with iterative clustering for bioimage classification. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kutsuna, N.
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 3 号: 1 ページ: 1032-1032
  • DOI: 10.1038/ncomms2030
  • 査読あり
• [雑誌論文] GIGAS CELL1, a novel negative regulator of the anaphase- promoting complex/cyclosome, is required for proper mitotic progression and cell fate determination in Arabidopsis thaliana. (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwata, E., Ikeda S., Mtsunaga, S., Kurata, M., Yoshioka, Y., Criqui, M.-C., Genschik, P., Ito, M
  • 雑誌名: The Plant Cell 巻: vol. 23 (12) 号: 12 ページ: 4382-4393
  • DOI: 10.1105/tpc.111.092049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assembly states of the nucleosome assembly protein 1 (NAP-1) revealed by sedimentation velocity and non-denaturing MS (2011)
  • 著者名/発表者名: Noda M, Uchiyama S, McKay AR, Morimoto A, Misawa S, Yoshida A, Shimahara H, Takinowaki H, Nakamura S, Kobayashi Y, Matsunaga S, Ohkubo T, Robinson CV, Fukui K
  • 雑誌名: Biochem J. 巻: 436 号: 1 ページ: 101-112
  • DOI: 10.1042/bj20102063
  • 査読あり
• [雑誌論文] ASURA (PHB2) Is Required for Kinetochore Assembly and Subsequent Chromosome Congression (2011)
  • 著者名/発表者名: Lee, M. H., et al
  • 雑誌名: Ａｃｔａ Ｈｉｓｔｏｃｈｅｍｉｃａ ｅｔ Ｃｙｔｏｃｈｅｍｉｃａ 巻: 44 号: 6 ページ: 247-258
  • DOI: 10.1267/ahc.11033
  • NAID: 130001258489
  • ISSN: 0044-5991, 1347-5800
  • 査読あり
• [学会発表] Imaging analyses of DNA replication and cell division i n root devel opment (2014)
  • 著者名/発表者名: Sachihiro Matsunaga
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学 五福キャンパス
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] Subnuclear dynam ics and cell dynamics in root morphogen esis (2013)
  • 著者名/発表者名: Sachihiro Matsunaga
  • 学会等名: Workshop on Modeling Biomolecula r Systems in Cellular Environment
  • 発表場所: 京都大学理学研究科セミナーハウス
  • 年月日: 2013-10-31
  • 招待講演
• [学会発表] Correlation between DN A content and cell volume under DNA dam age and auxi n starvati on (2013)
  • 著者名/発表者名: Junko Hasegawa, Takuya Sakamoto, Sach ihiro Matsunaga
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Dynamics analyse s of RBMX responsible for chromosome co hesion and bioimage classification by C ARTA (2013)
  • 著者名/発表者名: Sachihiro Matsunaga
  • 学会等名: 4-th France-Japan Joint Seminar
  • 発表場所: RIKEN Harima I nstitute / Spring-8 / SACLA
  • 年月日: 2013-01-09
• [学会発表] 植物の動原体局在型オーロラキナーゼは微小管プラス末端制御タンパク質EB1をリン酸化する (2013)
  • 著者名/発表者名: 松永幸大, 北原英里奈, 栗原大輔, 小牧伸一郎, 高木麻衣, 佐野行己, 長島慶宜, 中神弘史, 伊藤正樹, 杉本慶子, 橋本隆, 松永朋子, 坂本卓也
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] ライブセルイメージングによる細胞動態解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松永幸大
  • 学会等名: 日本女子大学バイオイメージングセンター第4回公開シンポジウム
  • 発表場所: 日本女子大学八十年館
  • 年月日: 2012-10-27
  • 招待講演
• [学会発表] DNA複製とゲノム倍加 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松永幸大
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路書写キャンパス
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] 生物画像の自動分類ソフトウェア「カルタ」の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松永幸大, 朽名夏麿, 桧垣匠, 馳澤盛一郎
  • 学会等名: 日本植物形態学会第24回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路書写キャンパス
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] 染色体接着に関与するタンパク質RBMXの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松永幸大
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 北海道大学クラーク会館, 学術交流会館
• [学会発表] 染色体接着に関与するタンパク質RBMXの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松永幸大
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 北海道大学クラーク会館、学術交流会館
• [学会発表] Imaging analyses of DNA replication and cell division in root development
  • 著者名/発表者名: Sachihiro Matsunaga
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学 五福キャンパス
• [学会発表] Plant Aurora kinase localizes at the centromeric region and phosphorylates microtubule-related proteins
  • 著者名/発表者名: 松永幸大、北原英里奈、栗原大輔、小牧伸一郎、高木麻衣、佐野行己、長島慶宜、中神弘史、伊藤正樹、杉本慶子、橋本隆、松永朋子、坂本卓也
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Subnuclear dynamics and cell dynamics in root morphogenesis.
  • 著者名/発表者名: Sachihiro Matsunaga
  • 学会等名: Workshop on Modeling Biomolecular Systems in Cellular Environment
  • 発表場所: 京都大学理学研究科セミナーハウス
  • 招待講演
• [学会発表] Dynamics analyses of RBMX responsible for chromosome cohesion and bioimage classification by CARTA
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, S.
  • 学会等名: 4-th France-Japan Joint Seminar
  • 発表場所: RIKEN Harima Institute / Spring-8 / SACLA
  • 招待講演
• [学会発表] Correlation between DNA content and cell volume under DNA damage and auxin starvation
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, S.
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
• [学会発表] DNA複製とゲノム倍加
  • 著者名/発表者名: 松永幸大
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学 姫路書写キャンパス
• [学会発表] 生物画像の自動分類ソフトウェア「カルタ」の開発
  • 著者名/発表者名: 松永幸大
  • 学会等名: 日本植物形態学会第24回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学 姫路書写キャンパス
• [図書] Atlas of Plant Cell Structure (2014)
  • 著者名/発表者名: Tetsuko Noguchi, Shigeyuki Kawano, Atsushi Sakai, Yasuko Hayashi, Ichiro Karahara, Sachihiro Matsunaga and Hirokazu Tsukaya
  • 出版者: Springer
• [図書] The role of repetitive sequences in plant sex chromosome evolution. "New Insights on Plant Sex Chromosomes" edited by Navajas R (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazama, Y. and Matsunaga, S
  • 出版者: Nova Scientific Publisher (New York, USA)
• [図書] The organisation of genomic DNA in mitotic chromosomes: a novel view. "Molecular Biology and Evolution of the Plant Genome" edited by Greilhuber, J. , Leitch, I. , Wendel, J. and Dolezel, J. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takata, H. , Matsunaga, S. and Maeshima, K.
  • 出版者: Springer Verlag (Heidelberg, Germany)
• [図書] New Insights on Plant Sex Chromosomes (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazama, Y.
  • 出版者: Nova Scientific Publisher
• [図書] Molecular Biology and Evolution of the Plant Genome (2012)
  • 著者名/発表者名: Takata, H.
  • 出版者: Springer Verlag
• [備考]
  • URL: http://www.rs.tus.ac.jp/sachi/
• [備考] 研究情報データベースRIDAI
  • URL: https://www.tus.ac.jp/ridai/doc/ji/RIJIA01User.php?act=nam&kin=pap&diu=64d9
• [備考] 松永研究室
  • URL: http://www.rs.tus.ac.jp/sachi/
• [備考]
  • URL: http://www.rs.tus.ac.jp/sachi/