植物の光依存的細胞周期制御と細胞分裂機構

• 研究課題/領域番号: 24570048
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 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: 京都大学
• 研究代表者: 西浜 竜一 京都大学, 生命科学研究科, 講師 (70283455)
• 連携研究者: 河内 孝之 京都大学, 大学院生命科学研究科, 教授 (40202056) ; 石崎 公庸 神戸大学, 大学院理学研究科, 准教授 (00452293)
• 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: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 細胞分裂 / 細胞周期 / 環境応答 / 光シグナリング / 光受容 / 糖シグナル / 細胞質分裂 / 再生 / 苔類ゼニゴケ

研究成果の概要

植物では、光が細胞分裂を伴う器官形成や再生に重要な働きをする。コケ植物苔類に属するゼニゴケにおいては、赤色光が細胞増殖に促進的に作用する。本研究により、赤色光はその受容体フィトクロムと光合成を介した情報伝達により、細胞周期S期への進入制御に関わる遺伝子の発現制御を異なる段階で行うこと、またフィトクロムは細胞の等方性成長を促進することが示唆された。
また、細胞板に局在する微小管モータータンパク質について機能解析を行い、細胞板形成のための膜小胞の輸送に関わる機能を持つことが示唆された。その遺伝子が必須遺伝子であったことから、条件的ノックアウト株を作出するためのベクターと方法論を構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Auxin-mediated transcriptional system with a minimal set of components is critical for morphogenesis through the life cycle in Marchantia polymorpha (2015)
  • 著者名/発表者名: Kato, H., Ishizaki, K., Kouno, M., Shirakawa, M., Bowman, J.L., Nishihama, R., and Kohchi, T.
  • 雑誌名: PLOS Genet. 巻: In press 号: 5 ページ: e1005084-e1005084
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005084
  • NAID: 120005672595
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phytochrome-mediated regulation of cell division and growth during regeneration and sporeling development in the liverwort Marchantia polymorpha (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishihama, R., Ishizaki, K., Hosaka, M., Matsuda, Y., Kubota, A., and Kohchi, T.
  • 雑誌名: J. Plant Res. 巻: 128 号: 3 ページ: 407-421
  • DOI: 10.1007/s10265-015-0724-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The carboxyl-terminal tail of the stalk of Arabidopsis NACK1/HINKEL kinesin is required for its localization to the cell plate formation site (2015)
  • 著者名/発表者名: Sasabe, M., Ishibashi, N., Haruta, T., Minami, A., Kurihara, D., Higashiyama, T., Nishihama, R., Ito, M., and Machida, Y.
  • 雑誌名: J. Plant Res. 巻: 128 号: 2 ページ: 327-336
  • DOI: 10.1007/s10265-014-0687-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 陸上植物の細胞分裂の光制御とその進化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西浜竜一、河内孝之
  • 雑誌名: 植物科学の最前線（BSJ-Review） 巻: 6A ページ: 51-62
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phototropin encoded by a single-copy gene mediates chloroplast photorelocation movements in the liverwort Marchantia polymorpha (2014)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, A., Terai, M., Ishizaki, K., Suetsugu, N., Tsuboi, H., Nishihama, R., Yamato, K.T., Wada, M., and Kohchi, T.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 166 号: 1 ページ: 411-427
  • DOI: 10.1104/pp.114.245100
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Co-option of a photoperiodic growth-phase transition system during land plant evolution. (2014)
  • 著者名/発表者名: Akane Kubota, Shogo Kita, Kimitsune Ishizaki, Ryuichi Nishihama, Katsuyuki T. Yamato, Takayuki Kohchi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 : 3668 号: 1 ページ: 3668-3668
  • DOI: 10.1038/ncomms4668
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionary insights into photoregulation of the cell cycle in the green lineage (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishihama, R and Kohchi, T
  • 雑誌名: Curr. Opinion Plant Biol 巻: 16 号: 5 ページ: 630-637
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2013.07.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Essential role of the E3 ubiquitin ligase NOPPERABO1 for schizogerlous intercellular space formation in the liverwort Merchntia polrmorpha. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimitsune Ishizakia, Miya Mizutania(第一共著者), Masaki Shimamura, Akihide Masuda, Ryuichi Nishihamaa and Takayuki Kohchi
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 25 号: 10 ページ: 4075-4084
  • DOI: 10.1105/tpc.113.117051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct roles of Rho1, Cdc42, and Cyk3 in septum formation and abscission during yeast cytokinesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Onishi, M., Ko, N., Nishihama, R., Pringle, J.R.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 巻: 202 号: 2 ページ: 311-329
  • DOI: 10.1083/jcb.201302001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeting and functional mechanisms of the cytokinesis-related F-BAR protein Hof1 during the cell cycle (2013)
  • 著者名/発表者名: Oh, Y., Schreiter, J., Nishihama, R., Wloka, C., Bi, E.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 巻: 24 号: 9 ページ: 1305-1320
  • DOI: 10.1091/mbc.e12-11-0804
  • 査読あり
• [学会発表] Essential roles of the cytokinetic kinesin NACK in cell-plate formation in Marchantia polymorpha (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishihama, R., Ishida, S., Matsuda, Y., and Kohchi, T.
  • 学会等名: Marchantia Workshop 2014
  • 発表場所: Kobe University
  • 年月日: 2014-12-09
  • 招待講演
• [学会発表] How to deal with essential genes in Marchantia polymorpha? (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishihama, R., Ishida, S., Matsuda, Y., Ishizaki, K., and Kohchi, T.
  • 学会等名: Marchantia Workshop 2014
  • 発表場所: Kobe University
  • 年月日: 2014-12-08
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞板形成に必須なゼニゴケ NACK オーソログの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西浜竜一、石田咲子、河内孝之
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大生田キャンパス
  • 年月日: 2014-09-14
• [学会発表] Photoregulation of of the cell cycle in the liverwort Marchantia polymorpha, an emerging model basal land plant (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishihama, R., Ishizaki, K., and Kohchi, T.
  • 学会等名: Plant Cell Cycle Workshop
  • 発表場所: Institute of Microbiology AS CR, Trebon, Czech Republic
  • 年月日: 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] ゼニゴケ細胞周期の光応答～光合成と光受容体による二段階制御
  • 著者名/発表者名: 西浜竜一
  • 学会等名: 平成25年度細胞周期合同セミナー
  • 発表場所: KKR伊豆長岡千歳荘（静岡県伊豆の国市）
• [学会発表] 苔類ゼニゴケにおける光依存的な細胞分裂活性制御機構
  • 著者名/発表者名: 西浜竜一、石崎公庸、河内孝之
  • 学会等名: 第77回日本植物学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大（札幌市）
  • 招待講演
• [学会発表] 赤色光受容体フィトクロムと光合成によるゼニゴケ細胞周期の光制御
  • 著者名/発表者名: 真鍋諒、中村衣里、井上佳祐、保坂将志、石崎公庸、河内孝之、西浜竜一
  • 学会等名: 第77回日本植物学会大会
  • 発表場所: 北海道大（札幌市）
• [学会発表] 苔類ゼニゴケにおける転写因子PIFを介した赤色光シグナル伝達機構
  • 著者名/発表者名: 井上佳祐、石崎公庸、西浜竜一、河内孝之
  • 学会等名: 第77回日本植物学会大会
  • 発表場所: 北海道大（札幌市）
• [学会発表] Photoregulation of regeneration and cell division in a basal land plant, Marchantia polymorpha L.
  • 著者名/発表者名: 西浜竜一
  • 学会等名: 再生研究会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所（愛知県岡崎市）
  • 招待講演
• [学会発表] ゼニゴケを用いた細胞質分裂キネシンNACKの機能解析
  • 著者名/発表者名: 西浜竜一、河内孝之
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大（富山市）
• [学会発表] 苔類ゼニゴケにおける転写因子HY5を介した光形態形成制御機構
  • 著者名/発表者名: 竹谷千尋、井上佳祐、石崎公庸、西浜竜一、河内孝之
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大（富山市）
• [学会発表] 苔類ゼニゴケを用いた祖先的な赤色光シグナル伝達機構の解析
  • 著者名/発表者名: 井上佳祐、西浜竜一、石崎公庸、河内孝之
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県川崎市）
• [学会発表] ゼニゴケの赤色光によるサイクリンD遺伝子発現制御機構
  • 著者名/発表者名: 西浜竜一、真鍋諒、中村衣里、井上佳祐、石崎公庸、河内孝之
  • 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
• [学会発表] Studying the cell cycle and its control by red light in Marchantia polymorpha
  • 著者名/発表者名: Ryuichi Nishihama, Keisuke Inoue, Eri Nakamura, Ryo Manabe, Kimitsune Ishizaki, and Takayuki Kohchi
  • 学会等名: Marchantia Workshop 2012
  • 発表場所: Kumamoto, Japan
• [学会発表] ゼニゴケのフィトクロムによる細胞周期制御機構
  • 著者名/発表者名: 西浜竜一、中村衣里、保坂将志、井上佳祐、真鍋諒、石崎公庸、河内孝之
  • 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
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.plantmb.lif.kyoto-u.ac.jp