ペルオキシソームタンパク質輸送における分子ネットワークの解明

• 研究課題/領域番号: 26440157
• 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・生理科学
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 真野 昌二 基礎生物学研究所, 多様性生物学研究室, 准教授 (20321606)
• 連携研究者: 西村 幹夫 基礎生物学研究所, 名誉教授 (80093061) ; 金井 雅武 基礎生物学研究所, 多様性生物学研究室, NIBBリサーチフェロー (30611488) ; 及川 和聡 理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (70508457) ; 神垣 あかね 基礎生物学研究所, 多様性生物学研究室, 特別協力研究員 (30399315)
• 研究協力者: 近藤 真紀 ; 後藤 志野 ; 曳野 和美 ; 永田 恭子 ; 山口 千波 ; 中川 強 ; 河内 孝之 ; 西浜 竜一 ; 大和 勝幸
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: ペルオキシソーム / シロイヌナズナ / apem変異体 / タンパク質輸送 / Peroxin (PEX) / GFP / オルガネラ / ゼニゴケ / Peroxin / ユビキチン / タンパク質間相互作用 / タンパク質相互作用

研究成果の概要

イメージング解析および免疫電子顕微鏡法によって、ゼニゴケにおけるPTS1 (Peroxisome targeting signal 1) およびPTS2輸送の存在を明らかにした。インフォマティクス解析により、ゼニゴケペルオキシソーム因子を同定し、シロイヌナズナではファミリーを形成している遺伝子群がゼニゴケでは少ないことが明らかとなった。
シロイヌナズナのapem (aberrant peroxisome morphology) 変異体の解析から、ペルオキシソームタンパク質輸送にユビキチン系を介したシグナリングが必要であり、この欠損により脂肪酸代謝や光呼吸が異常となることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] A dual-site gateway cloning system for simultaneous cloning of two genes for plant transformation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Aboulela, M., Tanaka, Y., Nishimura, K., Mano, S., Kimura, T., and Nakagawa, T.
  • 雑誌名: Plasmid 巻: 92 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1016/j.plasmid.2017.05.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an R4 dual-site (R4DS) gateway cloning system enabling the efficient simultaneous cloning of two desired sets of promoters and open reading frames in a binary vector for plant research. (2017)
  • 著者名/発表者名: Aboulela, M., Tanaka, Y., Nishimura, K., Mano, S., Nishimura, M., Ishiguro, S., Kimura, T., and Nakagawa, T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 5 ページ: 177889-177901
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0177889
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An efficient method for the isolation of highly purified RNA from seeds for use in quantitative transcriptome analysis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanai, M., Mano, S., and Nishimura, M.
  • 雑誌名: J. Vis. Exp. 巻: 119 号: 119
  • DOI: 10.3791/55008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of physical interaction between peroxisomes and chloroplast induced by dynamic morphological changes of peroxisomes using femtosecond laser impulsive force (2016)
  • 著者名/発表者名: Oikawa, K., Mano, S., Hosokawa, Y, and Nishimura, M.
  • 雑誌名: Plant Morphol. 巻: 28 ページ: 29-34
  • NAID: 130006904146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sucrose production mediated by lipid metabolism suppresses physiological interaction of peroxisomes and oil bodies during germination of Arabidopsis thaliana. (2016)
  • 著者名/発表者名: Cui, S., Hayashi, Y., Otomo, M., Mano, S., Oikawa, K., Hayashi, M. and Nishimura, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 291 号: 38 ページ: 19734-19745
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.748814
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gateway Vectors for Simultaneous Detection of Multiple Protein-Protein Interactions in Plant Cells Using Bimolecular Fluorescence Complementation (2016)
  • 著者名/発表者名: Kamigaki A, Nito K, Hikino K, Goto-Yamada S, Nishimura M, Nakagawa T, Mano S
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 号: 8 ページ: e0160717-e0160717
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0160717
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Quantification of the adhesion strength between peroxisomes and chloroplasts by femtosecond laser technology (2016)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, Y., Iino, T., Oikawa, K., Mano, S., Yamada, K., and Nishimura, M.
  • 雑誌名: Bio-Protoc. 巻: 6 号: 11
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.1834
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Measuring the interactions between peroxisomes and chloroplasts by in situ laser analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Oikawa, K., Mano, S., Yamada, K., Hosokawa, Y., and Nishimura, M.
  • 雑誌名: Bio-Protoc. 巻: 6 号: 8
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.1790
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Quantifying morphological features of actin cytoskeletal filaments in plant cells based on mathematical morphology. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kimori. Y., K. Hikino, M. Nishimura and S. Mano
  • 雑誌名: J. Theor. Biol. 巻: 389 ページ: 123-131
  • DOI: 10.1016/j.jtbi.2015.10.031
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phosphorylation of the C Terminus of RHD3 Has a Critical Role in Homotypic ER Membrane Fusion in Arabidopsis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ueda, H., Yokota, E., Kuwata, K., Kutsuna, N., Mano, S., Shimada, T., Tamura, K., Stefano, G., Fukao, Y., Brandizzi, F., Shimmen, T., Nishimura, M., Hara-Nishimura, I.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 170 号: 2 ページ: 867-880
  • DOI: 10.1104/pp.15.01172
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Extension of oil biosynthesis during the mid-phase of seed development enhances oil content in Arabidopsis seeds. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanai, M., Mano, S., Kondo, M., Hayashi, M., and Nishimura, M.
  • 雑誌名: Plant Biotechnology Journal 巻: 14 号: 5 ページ: 1241-1250
  • DOI: 10.1111/pbi.12489
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dynamics of the light-dependent transition of plant peroxisomes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Goto-Yamada, S., Mano, S., Yamada, K., Oikawa, K., Hosokawa, Y., Hara-Nishimura, I., and Nishimura, M.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 56 号: 7 ページ: 1252-1263
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv081
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Physical interaction between peroxisomes and chloroplasts elucidated by in situ laser analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazusato Oikawa, Shigeru Matsunaga, Shoji Mano, Maki Kondo, Kenji Yamada, Makoto Hayashi, Takatoshi Kagawa, Akeo Kadota, Wataru Sakamoto, Shoichi Higashi, Masakatsu Watanabe, Toshiaki Mitsui, Akinori Shigemasa, Takanori Iino, Yoichiroh Hosokawa & Mikio Nishimura
  • 雑誌名: Nature Plants 巻: 1 号: 4 ページ: 15035-15035
  • DOI: 10.1038/nplants.2015.35
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Plant Organelles Database 3 (PODB3) update 2014: integrating electron micrographs and new options for plant organelle research. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mano S, Nakamura T, Kondo M, Miwa T, Nishikawa S, Mimura T, Nagatani A, Nishimura M.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 55 号: 1 ページ: e1-e1
  • DOI: 10.1093/pcp/pct140
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chaperone and Protease Functions of LON Protease 2 Modulate the Peroxisomal Transition and Degradation with Autophagy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Goto-Yamada S, Mano S, Nakamori C, Kondo M, Yamawaki R, Kato A, Nishimura M.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 55 号: 3 ページ: 482-96
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ER bodies in plants of the Brassicales order: Biogenesis and association with innate immunity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakano, RT., K. Yamada, P. Bednarek, M. Nishimura and I. Hara-Nishimura
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 5 号: 5 ページ: 1-17
  • DOI: 10.4161/auto.28529
  • NAID: 120005439544
• [雑誌論文] nteraction between chaperone and protease functions of LON2, and autophagy during the functional transition of peroxisomes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Goto-Yamada, S., Mano, S., and Nishimura, M.
  • 雑誌名: Plant and Signaling Behavior 巻: 9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Measurement of the number of peroxisomes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shibata, M., Oikawa, K., Mano, S., and Nishimura, M.
  • 雑誌名: Bio-Protocol 巻: 4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ゼニゴケにおけるプロモータースワップ用Gateway ベクター R4pMpGWB，およびプロモーター解析用Gateway ベクターR4L1pMpGWB の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 真野昌二、西浜竜一、石田咲子、曳野和美、近藤真紀、西村幹夫、大和勝幸、河内孝之、中川強
  • 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（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] ペルオキシソーム形成に関わる新規因子APEM6の局在とその機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 神垣あかね、真野昌二、西村幹夫
  • 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（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Identification and characterization of molecular players for peroxisome biogenesis and functions based on imaging-based approach. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mano, S., Goto-Yamada, S., Oikawa, K., and Nishimura, M.
  • 学会等名: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 植物の高次機能を支えるペルオキシソーム機能発現と形成機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 真野昌二、及川和聡、後藤-山田志野、Cui Songkui、林誠、西村幹夫
  • 学会等名: ConBio2017
  • 招待講演
• [学会発表] Development of two Gateway binary vector series for the assembly of three DNA fragments and promoter analysis in Marchantia polymorpha (2017)
  • 著者名/発表者名: Mano, S., Nishihama, R., Ishida, S., Kazumi, H., Kondo, M., Yamato, K., Kohchi, T., and Nakagawa, T.
  • 学会等名: The 65th NIBB Conference Marchantia Workshop 2017 Renaissance of Marchantia polymorpha - the genome and beyond
  • 国際学会
• [学会発表] イメージング技術を用いた植物ペルオキシソーム研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 真野昌二
  • 学会等名: 第1回プラントバイオイメージング研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Roles of LON protease and autophagy in the peroxisome quality control. (2017)
  • 著者名/発表者名: Goto-Yamada, S., Mano, S., Oikawa, K., and Nishimura, M.
  • 学会等名: EUROBIOTEC 2017 EXPO
  • 国際学会
• [学会発表] What are roles of peroxisomes in plant reproduction? (2016)
  • 著者名/発表者名: Mano, S., Hikino, K., Kato, K., and Goto-Yamada, S.
  • 学会等名: 日本動物学会第87回沖縄大会2016
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-11-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Dynamics of peroxisomes and oil bodies based on imaging approach: Molecular players, mechanisms, and roles in metabolisms (2016)
  • 著者名/発表者名: Mano, S., Oikawa, K., Goto-Yamada, S., Shibata, M., Cui, S., Hayashi, M., and Nishimura, M.
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学（岩手県・盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] Chaperone and protease functions of LON protease 2 modulate the peroxisomal transition and degradation with autophagy (2016)
  • 著者名/発表者名: Goto-Yamada, S., Mano, S., Nakamori, C., Kondo, M., Yamawaki, R, Kato, A., and Nishimura, M.
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学（岩手県・盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] 受精を支える植物ペルオキシソームの形成と機能の意義 (2015)
  • 著者名/発表者名: 真野昌二、山口千波、曳野和美、加藤恭子、西村幹夫
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] 形態変化を伴ったオルガネラ間相互作用の解析～オルガネラ間接着力測定の試み～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 及川和聡、真野昌二、近藤真紀、坂本亘、三ツ井敏明、飯野敬矩、細川陽一郎、西村幹夫
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会シンポジウム
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県・新潟市）
  • 年月日: 2015-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] ペルオキシソーム形成に関わる新規因子APEM6の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神垣あかね、真野昌二、西村幹夫
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Photosynthesis-dependent physical interaction between peroxisomes and chloroplasts elucidated by in situ laser analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Oikawa, K., Matsunaga, S., Mano, S., Kondo, M., Hayashi, M., Sakamoto, W., Mitsui, T., Iino, T., Hosokawa, Y., and Nishimura, M.
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Plant Environmental Sensing
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都）
  • 年月日: 2015-03-13 – 2015-03-15
• [学会発表] 植物ペルオキシソームの機能転換におけるプロテアーゼ、シャペロン、オートファジーの協調的作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤（山田）志野、真野 昌二、中森 ちひろ、近藤 真紀、山脇 隆一、加藤 朗、西村 いくこ、西村 幹夫
  • 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
• [図書] Sexual reproduction in animals and plants (2014)
  • 著者名/発表者名: Goto-Yamada, S., Mano, S., and Nishimura, M.
  • 総ページ数: 480
  • 出版者: Springer Japan
• [備考] 真野グループ 研究業績
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/plantorganelles/paper.html
• [備考] 研究業績
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/plantorganelles/paper.html