| 研究領域 | 細胞システムの自律周期とその変調が駆動する植物の発生 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05402
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
笹部 美知子 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (00454380)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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| キーワード | 分化 / 葉形成 / 核内顆粒 / 細胞分裂 / 分裂方向 / ホスファチジルイノシトール / 発生 / 核小体 / 核内因子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
シロイヌナズナのAS2タンパク質は、葉の表裏軸の形成において鍵因子として機能する重要な核内分化因子である。種々の解析から、AS2は発生段階や細胞周期に依存して核内で迅速に顆粒状の集合体 (AS2 body) を形成し、自身の活性を変調させるというユニークなしくみにより、葉の分化過程を制御していることが分かってきた。また、AS2 bodyは、細胞分裂の際に、染色体の分離に伴い分割されて両極に移動し二つの娘細胞に分配される。本研究では、このタンパク質集合体の実態を解明し、集合と分配のしくみを明らかにすることにより、植物の形つくりにおける基本原理の一端を明らかにすることを目指す。
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| 研究実績の概要 |
シロイヌナズナのASYMMETRIC LEAVES2 (AS2)タンパク質は、葉の発生において重要なタンパク質である。AS2は細胞内で核に局在するが、核内で特定の時期に顆粒状の集合体 (AS2 body) を形成し、細胞分裂にともない二つの娘細胞に分配される。本研究では、AS2 bodyの構成因子の同定及びAS2 body形成と分配のメカニズムの解明を目指した。培養細胞を用いて、細胞周期におけるAS2 body形成のタイミングを解析したところ、AS2 bodyはM期が開始される直前に核小体の内部で形成されることが示唆された。また、染色体との関係を解析した結果、AS2はM期を通して染色体と隣接しつつ両極に移動するが、染色体とは部分的にしか共局在していないことが分かった。さらに、酵母2ハイブリッドスクリーニング、免疫沈殿法によるAS2の相互作用因子の解析を進め、複数の候補因子を同定することができた。今後、これらの因子とAS2の関係を多面的に解析することで、AS2 body形成と分配のメカニズムの解明が期待される。
また葉形成のような発生過程では周期的な細胞分裂過程における分裂方向の制御が重要なファクターとなるがそのメカニズムは不明な点が多い。昨年度までに分裂方向の制御に関与する特定のPIの下流で微小管形成やその配向が制御されていることが分かってきた。これらPIと微小管ダイナミクスを繋ぐ因子を探索するために、PI4K阻害剤を処理した培養細胞からミクロソーム画分を抽出しプロテオーム解析を行った結果、阻害剤処理時に特異的に発現変動するタンパク質を複数同定することができた。今後は、これらタンパク質の中から直接PIの下流で機能するタンパク質を同定し、分裂方向制御のメカニズム解明を目指す。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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