植物バイオマス生産制御の基盤となる植物小胞輸送系の解析と機能増強

• 研究課題/領域番号: 26292194
• 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: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松岡 健 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40222294)
• 研究協力者: 豊岡 公徳
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2015年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: ゴルジ装置 / 高等植物 / 小胞輸送 / 機能変換 / 形質転換植物 / 栄養欠乏 / 分解 / 蛍光変換タンパク質 / ペクチン / GPI / 分泌性蛋白質 / 細胞・組織 / 植物 / 生体分子 / 共焦点顕微鏡 / 蛍光変換蛋白質 / 過剰発現 / メチル転移酵素 / 飢餓

研究成果の概要

主要な植物バイオマスとして、ペクチン等の細胞壁多糖が知られる。これらは、細胞内においてゴルジ装置で合成され、トランスゴルジネットワーク（TGN）等の小胞輸送系構造体を経て細胞外に輸送されるが、その詳細とそれらの機能が栄養により制御されるかは明らかでなかった。
そこでゴルジ装置の機能解析を、糖蛋白質の修飾を中心に検討すると共に、TGNの糖欠乏による構造変換機構の解析を進めた。また、TGN以降の小胞輸送系の一つである分泌小胞塊に存在すると推定された蛋白質の局在と膜配向性の解析を進めた。これらの解析により、植物のゴルジ装置の機能とその制御に関する知見の集積を深化させた。

研究成果

• [雑誌論文] Using photoconvertible and extractable fluorescent proteins to study autophagy in plants (2017)
  • 著者名/発表者名: M.O. Abiodun, K. Matsuoka
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 巻: 588 ページ: 516-526
  • DOI: 10.1016/bs.mie.2016.10.040
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Membrane topology of Golgi-localized probable S-adenosylmethionine-dependent methyltransferase in tobacco (Nicotiana tabacum) BY-2 cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Liu J, Hayashi K, Matsuoka K
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 79 号: 12 ページ: 2007-2013
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1069700
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 栄養欠乏条件における植物細胞小胞輸送系の機能変換とその意義 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小田大和人
  • 学会等名: 第5回エンドメンブレンミーティング
  • 発表場所: 東京大学、東京都文京区
  • 年月日: 2017-09-28
• [学会発表] 細胞内輸送と蛋白質修飾の解析へのクリックケミストリー利用の試み (2017)
  • 著者名/発表者名: 松岡健
  • 学会等名: 第5回エンドメンブレンミーティング
  • 発表場所: 東京大学、東京都文京区
  • 年月日: 2017-09-28
• [学会発表] アラビノガラクタンタンパク質前駆体の輸送と成熟に果たすGPI- アンカー付加の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉田雄斗，津野雄平，松岡健
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学、鹿児島市
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] タバコ細胞におけるショ糖飢餓に依存したTGN 局在タンパク質の減少とゴルジ装置の機能変換 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小田大和人，浅妻悟，仲宗根弘晃，Moses OAbiodun，豊岡公徳，松岡健
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学、鹿児島市
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 蛍光イメージングを用いた植物の小胞輸送系の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松岡健
  • 学会等名: 第３４７回 細胞工学研究会講演会, 第１０回 島根大学バイオイメージング研究会講演会, 第２２６回 遺伝子機能解析部門セミナー、第８回 正立型共焦点レーザー蛍光顕微鏡セミナー
  • 発表場所: 島根大学、松江市
  • 年月日: 2017-02-06
  • 招待講演
• [学会発表] Role of GPI-anchoring on the glycosylation and transport of AGP precursor (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken Matsuoka, Yuto Sugita, Yuhei Tsuno
  • 学会等名: XIV Cell Wall Meeting
  • 発表場所: Chania, Crete, Grece
  • 年月日: 2016-06-12
  • 国際学会
• [学会発表] タバコ細胞におけるショ糖飢餓に依存したTGN局在タンパク質の減少とゴルジ装置の機能変換 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小田 大和人、浅妻 悟、仲宗根 弘晃、Moses O Abiodun、豊岡 公徳、松岡 健
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-30
• [学会発表] アラビノガラクタンタンパク質前駆体に存在するGPIアンカー付加シグナルの意義 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉田 雄斗、津野 雄平、松岡 健
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-30
• [学会発表] マメ科モデル植物であるミヤコグサを用いた根粒菌との共生の初期過程の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 菅沼 智淑 鳥井 健次 川口 正代司 松岡 健
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] Dynamics of Golgi Apparatus under Sucrose Starvation (2016)
  • 著者名/発表者名: Moses Olabiyi Abiodun, Ken Matsuoka
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] Proliferation and starvation-induced degradation of Golgi apparatus and TGN in tobacco BY-2 cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka, K., Oda, Y., Abiodun, M.O., Nakasone, H., Toyooka, K., Asatsuma, S.
  • 学会等名: Progress 100: Second International Symposium “Protein trafficking and intracellular signaling of plant and fungal cells”
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-02-08
  • 国際学会
• [学会発表] 植物の後期小胞輸送系の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小田大和人
  • 学会等名: 第4回エンドメンブレンミーティング
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-09-28
• [学会発表] タバコ細胞中に存在が示唆されたTGN-phagy (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅妻悟、Moses O. Abiodun, 仲宗根弘晃、豊岡公徳、松岡健
  • 学会等名: 第67回日本細胞生物学会大会
  • 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 – 2015-07-02
• [学会発表] タバコ細胞中に存在が示唆された TGN-phagy (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅妻 悟,Moses O Abiodun,仲宗根 弘晃,豊岡 公徳, 松岡 健
  • 学会等名: 第67回に本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-06-30
• [学会発表] 植物ゴルジ装置の構造・機能とその変換：多糖・糖タンパク質の生合成・修飾系とそれらの制御を中心に (2015)
  • 著者名/発表者名: 松岡健
  • 学会等名: 日本農芸化学会 中部支部 第１７３回例会シンポジウム「小胞輸送研究：分子機構から高次機能・応用への展開」
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis of the Arabidopsis Ortholog of Tobacco Secretory Carrier Membrane Protein 2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamato Oda, Kiminori Toyooka, Ken Matsuoka
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [学会発表] Localization and structure of peptidyl serine O-α-galactosyltransferase in tobacco BY-2 cell (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Saisho, Akiko Suyama, Ken Matsuoka
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-17
• [学会発表] 蛍光変換蛋白質のバルク蛍光変換法を用いた細胞内構造体の合成と分解機構の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田崎 麻衣子、Moses O. Abiodun、浅妻 悟、松岡 健
  • 学会等名: 第32回日本植物分子細胞生物学会（盛岡）大会
  • 発表場所: アイーナ（盛岡市）
  • 年月日: 2014-08-22
• [学会発表] Monitoring turnover of intracellular structures using photo-convertible fluorescent protein markers and a bulk photo-conversion protocol. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ken Matsuoka
  • 学会等名: 2014 JSCB presymposium
  • 発表場所: 東大寺カルチャーセンター（奈良市）
  • 年月日: 2014-06-10
  • 招待講演