中心子の９回対称性構造構築におけるカートホイール非依存的機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24370079
• 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: 細胞生物学
• 研究機関: 法政大学 (2015); 東京大学 (2012-2014)
• 研究代表者: 広野 雅文 法政大学, 生命科学部, 教授 (10212177)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円); 2014年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2012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: 細胞骨格・運動 / 微小管 / 基底小体 / 繊毛

研究成果の概要

中心子は９本のトリプレット微小管からなる円筒構造のオルガネラで、この形はほとんどの真核生物に共通する。我々は以前に、カートホイールという9回対称性の車輪状構造が中心子の形が決まる上で重要な働きをすることを明らかにした。本研究では、6回対称性のカートホイールを作るように改変したカートホイール蛋白質を細胞に発現させてその影響を調べた。その結果、微小管の環状配置そのものにも微小管を9本にする機構が備わっており、それがカートホイールとのダイナミックな相互作用を通して、中心子微小管の数を厳密に9本に決めていることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] SAS-6 engineering reveals interdependence between cartwheel and microtubules in determining centriole architecture (2016)
  • 著者名/発表者名: Hilbert M*, Noga A*, Frey D*, Hamel V*, Guichard P, Kraatz SH, Pfreundschuh M, Hosner S, Flückiger I, Jaussi R, Wieser MM, Thieltges KM, Deupi X, Müller DJ, Kammerer RA, Gönczy P**, Hirono M**, Steinmetz MO**(**Corresponding authors)
  • 雑誌名: Nat Cell Biol 巻: 18 号: 4 ページ: 393-403
  • DOI: 10.1038/ncb3329
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Algal dual-specificity tyrosine-phosphorylation-regulated kinase TAR1 regulates accumulation of triacylglycerol in nitrogen- or sulfur-deficiency (2015)
  • 著者名/発表者名: Masataka Kajikawa, Yuri Sawaragi, Haruka Shinkawa, Takashi Yamano, Akira Ando, Misako Kato, Masafumi Hirono, Naoki Sato, Hideya Fukuzawa
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: - 号: 2 ページ: 752-764
  • DOI: 10.1104/pp.15.00319
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reduced tubulin polyglutamylation suppresses flagellar shortness in Chlamydomonas (2015)
  • 著者名/発表者名: Kubo T, Hirono M, Aikawa T, Kamiya R, Witman G.B.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 26 号: 15 ページ: 2810-2822
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-03-0182
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] FAP20 is an inner junction protein of doublet microtubules essential for both the planar asymmetrical waveform and stability of flagella in Chlamydomonas (2014)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa, H.A., Mathis, G., Oda, T., Hirono, M., Richey, E.A., Ishikawa, H., Marshall, W.F., Kikkawa, M., Qin, H.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 25 号: 9 ページ: 1472-1483
  • DOI: 10.1091/mbc.e13-08-0464
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of novel high-CO2-requiring mutants of Chlamydomonas reinhardtii (2014)
  • 著者名/発表者名: Wang, L., Yamano, T., Kajikawa, M., Hirono, M., Fukuzawa, H.
  • 雑誌名: Photosynth. Res. 巻: 121 号: 2-3 ページ: 175-184
  • DOI: 10.1007/s11120-014-9983-x
  • NAID: 120005385881
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cartwheel assembly (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirono, M.
  • 雑誌名: Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 巻: 369 号: 1650 ページ: 20130458-20130458
  • DOI: 10.1098/rstb.2013.0458
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Space-dependent formation of central pair microtubules and their interactions with radial spokes (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa, Y., Ariyoshi, T., Noga, A., Kamiya, R., and Hirono, M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 10 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0110513
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] TTC26/DYF13 is an intraflagellar transport protein required for transport of motility-related proteins into flagella. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa H, Ide T, Yagi T, Jiang X, Hirono M, Sasaki H, Yanagisawa H, Wemmer KA, Stainier DY, Qin H, Kamiya R, Marshall WF.
  • 雑誌名: Elife. 巻: 3 ページ: 1-24
  • DOI: 10.7554/elife.01566
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A conserved flagella-associated protein in Chlamydomonas, FAP234, is essential for axonemal localization of tubulin polyglutamylase TTLL9 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kubo T, Yanagisawa HA, Liu Z, Shibuya R, Hirono M, Kamiya R.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell. 巻: 25 号: 1 ページ: 107-117
  • DOI: 10.1091/mbc.e13-07-0424
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Simplest Multicellular Organism Unvailed. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoko Arakaki・Hiroko Kawai-Toyooka・Yuki Hamamura・Tetsuya Higashiyama・Akira Noga・Masafumi Hirono・Bradley J. S. C. Olson・Hisayoshi Nozaki.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 8 号: 12 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0081641
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The MIA complex is a conserved and novel dynein regulator essential for normal ciliary motility (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto,R. et al.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 巻: 201 号: 2 ページ: 263-278
  • DOI: 10.1083/jcb.201211048
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of retrograde intraflagellar transport in flagellar assembly and function. (2012)
  • 著者名/発表者名: Engel, B. D. et al.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 巻: 199 号: 1 ページ: 151-167
  • DOI: 10.1083/jcb.201206068
  • 査読あり
• [学会発表] 中心子9回対称性構造の構築におけるSAS-6の自己会合性の役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 苗加彰、Manuel Hilbert、Michel O.Steinmetz、廣野雅文
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター（新潟県・新潟市）
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] 中心子の 9 回対称性構造構築におけるSAS-6 会合性の役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 広野 雅文
  • 学会等名: 日本細胞生物学会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-30
• [学会発表] Chlamydomonas, a powerful model organism for studying centriole assembly (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirono, M.
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] 中心子構造の構築におけるカートホイール蛋白質SAS-6の自己会合性の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 苗加 彰, Michel Steinmetz, Manuel Hilbert, 廣野 雅文
  • 学会等名: 第47回日本原生生物学会大会
  • 発表場所: 宮城教育大学、仙台
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-02
• [学会発表] 鞭毛の構造維持に異常を持つクラミドモナス突然変異株lpp1 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤美潮、廣野雅文
  • 学会等名: 第85回日本動物学会大会
  • 発表場所: 東北大学、仙台
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-13
• [学会発表] 鞭毛中心対微小管の普遍的構成蛋白質Pf32pのゼブラフィッシュにおける機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部耕太、柳澤春明、和田卓巳、小田賢幸、中村拓司、吉川雅英、武田洋幸、廣野雅文
  • 学会等名: 第85回日本動物学会大会
  • 発表場所: 東北大学、仙台
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-13
• [学会発表] Novel Features in Formation and Function of the “9+2”Axoneme Revealed by a Basal Body-deficient Mutant of Chlamydomonas (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirono, M.
  • 学会等名: The 25th CDB Meeting "Centrosomes and Cilia: from Fertilization to Cancer"
  • 発表場所: RIKEN CDB, Kobe, Japan
• [学会発表] Regulation of synchronous flagellar beating by the central pair microtubules in Chlamydomonas (2013)
  • 著者名/発表者名: Wada, T., Abe, K., Nakamura, T., Yanagisawa, H., and Hirono, M.
  • 学会等名: 第84回日本動物学会大会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] 有性生殖過程の細胞骨格基盤―クラミドモナスがもたらす中心子構築機構研究のブレークスルー (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣野雅文
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会 シンポジウム”アルガルセックス：有性生殖と生活環制御が切り拓く藻類バイオの新戦略”
  • 発表場所: 北海道大学
  • 招待講演
• [学会発表] Novel features in the formation and function of the "9+2" axoneme revealed by a basal-body-deficient mutant of Chlamydomonas (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirono, M.
  • 学会等名: Symposium "Structural biology of flagella/cilia/centriole"
  • 発表場所: Paul Scherrer Institute, Switzerland(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] Direct interaction between SAS-6 and BldlOp, the two known cartwheel components that establish the ninefold symmetry of the centriole (2012)
  • 著者名/発表者名: Akira Noga, Shoko Yamaguchi, Ritsu Kamiya, and Masafumi Hirono
  • 学会等名: 日本細胞生物学会
  • 発表場所: 冲戸国際会議場(兵庫県)(招待講演)
  • 年月日: 2012-05-29
• [図書] DOJIN BIOSCIENCE SERIES 原生生物フロンティア (2014)
  • 著者名/発表者名: 廣野雅文（共著）
  • 総ページ数: 165
  • 出版者: 化学同人