植物の膜交通多様化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24370019
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 上田 貴志 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10311333)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2014年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2012年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: 膜交通 / 進化 / RAB GTPase / SNARE / Rab GTPase / 多様化

研究成果の概要

植物特異的RAB GTPaseであるARA6の機能発現機構を詳細に解析した．エフェクター分子として同定したPUF2の機能解析を通して，ARA6と保存型RAB5であるARA7が液胞輸送経路において拮抗的に機能する仕組みを明らかにした．
また，植物特異的な膜融合実行因子であるVAMP727について，その分子機能の獲得にいたる進化の道筋を再構築することを試みた．その結果，longin domainへの挿入配列の付加と，その挿入配列の酸性化の2段階でVAMP727の機能が獲得されたことが明らかとなった．
この他，ゼニゴケの膜交通網の全貌をつかむべく，RAB GTPaseとSNAREの網羅的解析を進めた．

研究成果

• [雑誌論文] The plant-specific RAB5 GTPase ARA6 is required for starch and sugar homeostasis in Arabidopsis thaliana (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui, T., Nakano, A. and Ueda, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Phys. 巻: in press 号: 6 ページ: 1073-1083
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv029
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular analysis and localization of CaARA7 a conventional RAB5 GTPase homolog from characean algae (2015)
  • 著者名/発表者名: Hoepflinger, M.C., Geretschlaeger, A., Sommer, A., Hoeftberger, M., Tenhaken, R., Ueda, T., and Foissner, I.
  • 雑誌名: Traffic 巻: in press 号: 5 ページ: 534-554
  • DOI: 10.1111/tra.12267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphoinositides have distinct roles in intracellular trafficking of the cellulose synthase complex in Arabidopsis thaliana (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto, M., Suda, Y., Vernhettes, S., Nakano, A. and Ueda, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Phys. 巻: 56 号: 2 ページ: 287-298
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu195
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Plant vacuolar trafficking occurs through distinctly regulated pathways. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ebine K, Inoue T, Ito J, Ito E, Uemura T, Goh T, Abe H, Sato K, Nakano A, Ueda T.
  • 雑誌名: Curr Biol. 巻: 24 号: 12 ページ: 1375-1382
  • DOI: 10.1016/j.cub.2014.05.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plant vacuolar trafficking driven by RAB and SNARE proteins (2014)
  • 著者名/発表者名: Uemura, T. and Ueda, T.
  • 雑誌名: Curr. Opin. Plant Biol. 巻: 22 ページ: 116-121
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2014.10.002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cellulase in Cellulose Synthase: A Cat among the Pigeons? (2014)
  • 著者名/発表者名: Ueda, T.
  • 雑誌名: Plant Phyiol. 巻: 165 号: 4 ページ: 1397-1398
  • DOI: 10.1104/pp.114.245753
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of Rab GTPase-effector interaction in endosomal trafficking by bimolecular fluorescence complementation (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito, E. and Ueda, T.
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 1209 ページ: 97-105
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-1420-3_7
  • ISBN: 9781493914197, 9781493914203
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rab7 activation by the MON1-CCZ1 complex is essential for PVC-to-vacuole trafficking and plant growth in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: Cui, Y., Zhao, Q., Gao, C., DingY., Zeng, Y., Ueda, T., Nakano, A., and Jiang, L.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vesicular trafficking in characean green algae and the possible involvement of a VAMP72-family protein (2014)
  • 著者名/発表者名: Hoepflinger, M., Hametner, C., Ueda, T. and Foissner I.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sex-specific post-translational regulation of the gamete fusogen GCSI in the isogamous volvocine alga Gonium pectorale. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawai-Toyooka H, Mori T, Hamaji T, Suzuki M, Olson BJ, Uemura T, Ueda T, Nakano A, Toyoda A, Fujiyama A, Nozaki H
  • 雑誌名: EUkaryotic Cell 巻: (in press) 号: 5 ページ: 648-656
  • DOI: 10.1128/ec.00330-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interactomics of Qa-SNARE in Arabidopsis thaliana (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., Uemura, T., Ebine, K., Nishimori, Y., Ueda, T., Nakano, A., Sato, MH. and Fukao, Y.
  • 雑誌名: Plant Cell Phys. 巻: 55 号: 4 ページ: 781-789
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu038
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A unique HEAT repeat-containing protein SHOOT GRAVITROPISM 6 is involved in vacuolar membrane dynamics in gravity sensing cells of Arabidopsis inflorescence stem (2014)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi, Y., Yano, D., Nagafusa, K., Kato, T., Saito, C., Uemura, T., Ueda, T., Nakano, A., Tasaka, M. and Morita, MT
  • 雑誌名: Plant Cell Phys. 巻: 55 号: 4 ページ: 811-822
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic behavior of the trans-Golgi network in root tissues of Arabidopsis revealed by super-resolution live imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Uemura, Y. Suda, T. Ueda, and A. Nakano
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 55 号: 4 ページ: 694-670
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Membrane Trafficking Pathways and their Roles in Plant-Microbe Interactions (2014)
  • 著者名/発表者名: Inada, N. and Ueda, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Phys. 巻: 55 号: 4 ページ: 672-686
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Rab GTPase-effector interaction in endosomal trafficking by bimolecular flurescence complementation (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito, E. and Ueda, T.
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 未定
• [雑誌論文] 膜交通経路の多様性獲得機構から見た植物のポストゴルジ輸送網 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤本優，上田貴志
  • 雑誌名: 植物科学の最前線（BSJ-Review） 巻: 未定
• [雑誌論文] Molecular and biochemical analysis of the first ARA6 homolog, a Rab5 GTPase, from green algae (2013)
  • 著者名/発表者名: Hoepflinger, M., Geretschlaeger, A., Hoeftberger, M., Sommer, A., Nishiyama, T., Sakayama, Hammerl, P., H., Tenhaken, R., Ueda, T., Foissner I.
  • 雑誌名: J. Exp. Bot. 巻: 64 号: 18 ページ: 5553-68
  • DOI: 10.1093/jxb/ert322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular mechanism of strigolactone perception by DWARF14 (2013)
  • 著者名/発表者名: Hidemitsu Nakamura, Yau-Lin Xue, Takuya Miyakawa, Feng Hou, Hui-Min Qin, Kosuke Fukui, Xuan Shi, Emi Ito, Shinsaku Ito, Seung-Hyun Park, Yumiko Miyauchi, Atsuko Asano, Naoya Totsuka, Takashi Ueda, Masaru Tanakura & Tadao Asami
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4 号: 1 ページ: 2613-2613
  • DOI: 10.1038/ncomms3613
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RAB5 activation is required for multiple steps in Arabidopsis thaliana root development (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Inoue, Yuki Kondo, Satoshi Naramoto, Akihiko Nakano and Takashi Ueda
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 54 号: 10 ページ: 1648-1659
  • DOI: 10.1093/pcp/pct109
  • 査読あり
• [雑誌論文] New insights into the role of Arabidopsis RABA1 GTPases in salinity stress tolerance. (2013)
  • 著者名/発表者名: Asaoka Rin, Uemura Tomohiro, Nishida Sho, Fujiwara Toru, Ueda Takashi, Nakano Akihiko
  • 雑誌名: Plant Signal and Behavior 巻: 8 号: 9 ページ: e25377-e25377
  • DOI: 10.4161/psb.25377
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ARA7 (Q69L) expression in transgenic Arabidopsis cells induces the formation of enlarged multivesicular bodies (2013)
  • 著者名/発表者名: Tianran Jia, Caiji Gao , Yong Cui, Junqi Wang, Yu Ding, Yi Cai, Takashi Ueda, Akihiko Nakano and Liwen Jiang
  • 雑誌名: J. Exp. Bot. 巻: 64 号: 10 ページ: 2817-2829
  • DOI: 10.1093/jxb/ert125
  • 査読あり
• [雑誌論文] A guanine nucleotide exchange factor for Rab5 proteins is essential for intracellular transport of the proglutelin from the Golgi apparatus to the protein storage vacuole in rice endosperm (2013)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Wen, L., Satoh-Cruz, M., Kawagoe, Y., Nagamura, Y., Okita, TW., Washida, H., Sugino, A., Ishino, S., Ishino, Y., Ogawa, M., Sunada, M., Ueda, T., and Kumamaru, T.
  • 雑誌名: Plant Phys. 巻: 25 ページ: 663-674
  • 査読あり
• [雑誌論文] RABA Members Act in Distinct Steps of Subcellular Trafficking of the FLAGELLIN SENSING2 Receptor. (2013)
  • 著者名/発表者名: Choi, et al.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: (in press) 号: 3 ページ: 1174-1187
  • DOI: 10.1105/tpc.112.108803
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arabidopsis RABA1 GTPases are involved in transport between the trans-Golgi network and the plasma membrane, and are required for salinity stress tolerance. (2013)
  • 著者名/発表者名: Rin Asaoka, Tomohiro Uemura, Jun Ito, Masaru Fujimoto, Emi Ito, Takashi Ueda, Akihiko Nakano
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 73 号: 2 ページ: 240-249
  • DOI: 10.1111/tpj.12023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct metal recognition by guanine nucleotide exchange factor in the initial step of exchange reaction (2013)
  • 著者名/発表者名: Tamami Uejima, Kentaro Ihara, Mariko Sunada, Masato Kawasaki, Takashi Ueda, Ryuichi Kato, Akihiko Nakano, and Soichi Wakatsuki
  • 雑誌名: Acta Cryst. D 巻: 69 号: 3 ページ: 345-351
  • DOI: 10.1107/s0907444912047294
  • 査読あり
• [雑誌論文] crotubule stability affects the unique motility of F-actin in Marchantia polymorp (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsuko Era, Natsularo Kutsuna, Taktiai Higaki. Seiichjro Hasezava, Akihiko Nakano, Takashi Ieda
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 126 号: 1 ページ: 113-119
  • DOI: 10.1007/s10265-012-0496-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flowering time modulation by a vacuolar SNARE via FLOWERING LOCUS C in Arabidopsis thaliana. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ebine, et al.,
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7(7) 号: 7 ページ: e42239-e42239
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0042239
  • 査読あり
• [雑誌論文] The physiological role of SYP4 in the salinity and osmotic stress tolerances (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Uemura, Takashi Ueda, and Akihiko Nakano
  • 雑誌名: Plant Signal. Behav. 巻: 7 号: 9 ページ: 1118-1120
  • DOI: 10.4161/psb.21307
  • 査読あり
• [雑誌論文] cis-Golgi proteins accumulate near the ER exit sites and act as the scaffold for Golgi regeneration after brefeldin A treatment in tobacco BY-2 cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ito Y, Uemura T, Shoda K, Fujimoto M. Ueda T, Nakano A
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell. 巻: 23 号: 16 ページ: 3203-3214
  • DOI: 10.1091/mbc.e12-01-0034
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Arabidopsis ARF-GTP exchange factor, GNOM, mediates transport required for innate immunity and focal accumulation of PEN1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Mads Eggert Nielsen, Angela Feechan, Henrik Böhlenius, Takashi Ueda, and *Hans Thordal-Christensen
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 巻: 109 号: 28 ページ: 11443-11448
  • DOI: 10.1073/pnas.1117596109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical organelle dissection of Arabidopsis guard cells using image database LIPS. (2012)
  • 著者名/発表者名: Higaki, et al.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 2 号: 1 ページ: 405-405
  • DOI: 10.1038/srep00405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conserved and plant-unique mechanisms regulating plant post-Golgi traffic (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaru Fujimoto and Takashi Ueda
  • 雑誌名: Front. Plant Sci. 巻: 3 ページ: 197-197
  • DOI: 10.3389/fpls.2012.00197
  • 査読あり
• [雑誌論文] ゼニゴケ細胞生物学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 恵良厚子、上田貴志
  • 雑誌名: BSJ-Review 巻: 3 ページ: 114-121
• [雑誌論文] 細胞壁資材の細胞内輸送・植物の膜交通と細胞壁 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤本優, 上田貴志
  • 雑誌名: 遺伝 巻: 66 ページ: 47-52
• [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways during land plant evolution (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueda
  • 学会等名: Front Lines of Plant Cell Wall Research
  • 発表場所: Nara, Japa
  • 年月日: 2015-03-20 – 2015-03-21
  • 招待講演
• [学会発表] Conserved and unique aspects of membrane trafficking in Marchantia polymorpha (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueda
  • 学会等名: Marchantia workshop 2014
  • 発表場所: Kobe, Japa
  • 年月日: 2014-12-08 – 2014-12-10
  • 招待講演
• [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways ~lessons from plants~ (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueda
  • 学会等名: The first International Conference on Organelle Biogenesis and Function in Hong Kong
  • 発表場所: Chinese University of Hong Kong, Hong Kong
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] 植物に学ぶ膜交通の多様化と進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志
  • 学会等名: 感染研学友会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways ~lessons from plants~ (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueda
  • 学会等名: The 38th NAITO Conference on Molecule-based biological systems
  • 発表場所: Sapporo, Japa
  • 年月日: 2014-10-09
  • 招待講演
• [学会発表] Expected and unexpected roles of membrane traffic in stress response (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueda
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Salt & Water Stress in Plants
  • 発表場所: Newry, USA
  • 年月日: 2014-08-05
  • 招待講演
• [学会発表] 比べて分かる～植物に学ぶ膜交通の保存性と多様性～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志
  • 学会等名: 第66回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2014-06-12
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanism and function of plant-unique membrane trafficking pathways (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueda
  • 学会等名: IWPMB 2013 (invited speaker)
  • 発表場所: Kurashiki Geibunkan(Kurashiki)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways ~lessons from plants~ (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueda
  • 学会等名: UK-Japan joint meeting on Plant Cell Biology
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 招待講演
• [学会発表] 植物におけるポストゴルジ輸送経路の多様化と進化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大(姫路)(招待講演)
  • 年月日: 2012-09-16
• [図書] 植物細胞壁 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志
  • 総ページ数: 349
  • 出版者: 講談社(分担執筆)
• [図書] Endocytosis in plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Ueda, et al.
  • 総ページ数: 336
  • 出版者: Springer(分担執筆)