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植物TGNにおけるポストゴルジ輸送選別ゾーンの構築機構と動態

公募研究

研究領域細胞機能を司るオルガネラ・ゾーンの解読
研究課題/領域番号 18H04857
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

植村 知博  お茶の水女子大学, 理系女性教育開発共同機構, 准教授 (90415092)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードTGN / 植物 / ライブイメージング / トランスゴルジ網 / ゴルジ体 / オルガネラゾーン / 膜交通
研究実績の概要

トランスゴルジ網(TGN)は、ゴルジ体のトランス槽の外側に存在する網目状の構造で、積荷タンパク質の選別を行う、ポストゴルジ輸送網の玄関にあたるオルガネラである。一般的にはTGNはゴルジ体の一部と考えられてきていた。しかし、我々は植物細胞を用いた超解像ライブイメージングにより、TGNはゴルジ体のトランス槽に接して存在するGA-TGNとゴルジ体とは独立して存在するGI-TGN の2種類が存在すること、GI-TGNはGA-TGNの一部が解離することによって形成され分泌経路で機能することを既に見出している。そこで本研究では、植物のTGNにおける輸送選別ゾーンについて、超解像ライブイメージング顕微鏡による観察をおこなった。その結果、TGNから細胞膜方向へ輸送される積荷タンパク質を認識する被覆タンパク質であるAdaptor protein 複合体 1 (AP-1) と、TGNから液胞方向へ運ばれる積荷タンパク質を認識する被覆タンパク質であるAP-4が、それぞれ分泌輸送ゾーンと液胞輸送ゾーンに局在していることが明らかとなった。詳細な観察の結果、分泌輸送ゾーンには、分泌経路で機能する膜融合因子であるVAMP721(R-SNARE)とクラスリン被覆小胞を形成するクラスリンが局在すること、分泌輸送ゾーンからAP-1/VAMP721/クラスリンが出芽してGI-TGNを形成することを見出した。一方で、液胞輸送経路ではたらくVAMP727(R-SNARE)はAP-4とともに液胞輸送ゾーンに局在することも見出した。以上の観察結果から、植物のTGNには明確な輸送選別ゾーンが存在することを発見した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Enrichment of Phosphatidylinositol 4,5-Bisphosphate in the Extra-Invasive Hyphal Membrane Promotes Colletotrichum Infection of Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Shimada Takashi L、Betsuyaku Shigeyuki、Inada Noriko、Ebine Kazuo、Fujimoto Masaru、Uemura Tomohiro、Takano Yoshitaka、Fukuda Hiroo、Nakano Akihiko、Ueda Takashi
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 60 号: 7 ページ: 1514-1524

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz058

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient activity of the florigen complex during the floral transition in Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Abe Mitsutomo、Kosaka Shingo、Shibuta Mio、Nagata Kenji、Uemura Tomohiro、Nakano Akihiko、Kaya Hidetaka
    • 雑誌名

      Development

      巻: 146 号: 7

    • DOI

      10.1242/dev.171504

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Use of Brefeldin A and Wortmannin to Dissect Post-Golgi Organelles Related to Vacuolar Transport in Arabidopsis thaliana2018

    • 著者名/発表者名
      Takagi Junpei、Uemura Tomohiro
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1789 ページ: 155-165

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-7856-4_12

    • ISBN
      9781493978557, 9781493978564
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integration of two RAB5 groups during endosomal transport in plants2018

    • 著者名/発表者名
      Ito Emi、Ebine Kazuo、Choi Seung-won、Ichinose Sakura、Uemura Tomohiro、Nakano Akihiko、Ueda Takashi
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 7

    • DOI

      10.7554/elife.34064

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Golgi-Released Subpopulation of the Trans-Golgi Network Mediates Protein Secretion in Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Uemura Tomohiro、Nakano Ryohei Thomas、Takagi Junpei、Wang Yiming、Kramer Katharina、Finkemeier Iris、Nakagami Hirofumi、Tsuda Kenichi、Ueda Takashi、Schulze-Lefert Paul、Nakano Akihiko
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 179 号: 2 ページ: 519-532

    • DOI

      10.1104/pp.18.01228

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 植物TGNが制御するうどんこ病菌に対する抵抗性2020

    • 著者名/発表者名
      植村知博
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物TGNにおけるタンパク質輸送選別ゾーンの可視化2019

    • 著者名/発表者名
      植村知博
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物TGNにおけるタンパク質輸送選別ゾーンの可視化2019

    • 著者名/発表者名
      植村知博
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 膜交通制御因子SNAREタンパク質のユビキチン化に関する生化学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      藤巻あかり、長谷川陽子、保月彰太、植村知博、中野明彦、佐藤長緒、山口淳二
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 植物のC/N栄養応答における膜交通制御の解析2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川陽子、藤巻あかり、椋田航生、植村知博、Yohann Boutté、中野明彦、佐藤長緒、
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Probing secretion in plant cells: Echidna and associates2018

    • 著者名/発表者名
      Anirban Baral, Delphine Gendre, Kazuo Ebine, Yohann Boutte, Tomohiro Uemura, Takashi Ueda,and Rishikesh P Bhalerao.
    • 学会等名
      21th European Network for Plant Endomembrane Research meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4D live cell imaging unveils cargo sorting zones of trans-Golgi network in Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Shimizu, Junpei Takagi, Yoko Ito, Yamato Komatsu, Kazuo Ebine, Takashi Ueda, Kazuo Kurokawa, Tomohiro Uemura, Akihiko Nakano.
    • 学会等名
      21th European Network for Plant Endomembrane Research meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of regulation of plant nutrition stress response by a ubiquitin ligase ATL31 through modification of membrane traffic2018

    • 著者名/発表者名
      Yoko Hasegawa, Thais Huarancca Reyes, Tomohiro Uemura, Akari Fujimaki, Shota Hozuki, Anirban Baral, Rishikesh P. Bhalerao, Takeo Sato, Akihiko Nakano and Junji Yamaguchi
    • 学会等名
      21th European Network for Plant Endomembrane Research meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4D live cell imaging unveils functional zones of trans-Golgi network in Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Shimizu, Junpei Takagi, Yoko Ito, Yamato Komatsu, Kazuo Ebine, Takashi Ueda, Kazuo Kurokawa, Tomohiro Uemura, Akihiko Nakano.
    • 学会等名
      RIKEN Summer School 2018.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of protein sorting zones on the trans-Golgi network (TGN) revealed by super-resolution confocal live imaging microscopy (SCLIM) in plant.2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Uemura, Yutaro Shimizu, Akihiko Nakano.
    • 学会等名
      The 2018 Golgi meeting: Membrane trafficking in cell organization and homeostasis.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GECCO: the Golgi entry and scaffold compartment that is formed independently of COPII in plant cells2018

    • 著者名/発表者名
      Yoko Ito, Tomohiro Uemura, Akihiko Nakano, and Yohann Boutté
    • 学会等名
      The 2018 Golgi meeting: Membrane trafficking in cell organization and homeostasis.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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