リン酸化イメージングによる植物器官発生分化メカニズムの解析

• 研究領域: 植物メリステムと器官の発生を支える情報統御系
• 研究課題/領域番号: 21027023
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松永 幸大 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40323448)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円); 2010年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円); 2009年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
• キーワード: 染色体 / イメージング / 細胞分裂 / リン酸化 / メリステム

研究概要

proAtAUR3::gATRUR3-GFPラインをイメージング解析し、オーロラキナーゼの発現は伸長領域で見られなくなること、花粉の精細胞特異的発現が見られることなどを見出した。オーロラキナーゼのノックダウン個体は根の伸長や葉の展開が抑制されることが観察された。そこで、H2B-tdTomato発現株とCENH3-tdTomato発現株を用いて、核相と染色体数をイメージング解析し、ノックダウン個体では核内倍加現象が昂進することがわかった。さらに、ライブセルイメージングすることで、培養細胞で見られたオーロラキナーゼ阻害による細胞分裂期の遅延が、根のRAMにおいても生じることがわかった。特に、オーロラキナーゼ阻害剤ヘスペラジンにより中期赤道面上に染色体が整列するまでの時間が遅延することがわかった。このことから、AtAUR3が植物体においても微小管の動原体接着に関与していることがわかった。FHA2ドメインと基質アミノ酸配列を蛍光タンパク質CFPとYFP間に配置した。AtAUR3が基質をリン酸化している状態ではCFPとYFPの分子間距離が離れているが、脱リン酸化によりAtAUR3が解離すると、FHA2ドメインの構造が変化してCFPとYFPが近接し、FRETが生じるように設計した。アクセプターフォトブリーチングにより、AtAUR3が基質をリン酸化している状態ではCFPとYFPの分子間距離が離れているが、脱リン酸化によりAtAUR3が解離するとFHA2ドメインの構造が変化してCFPとYFPが近接しFRETが生じていることを証明できた。根のRAM付近で見られる分裂細胞においては特異的にFRETが生じていないことから、分裂細胞特異的にオーロラキナーゼはリン酸化していることを示すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Sequence analysis of the genome of an oil-bearing tree, Jatropha curcas (2011)
  • 著者名/発表者名: Sato, S., et al.
  • 雑誌名: DNA Res. 巻: 18 ページ: 65-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] The nuclear scaffold protein SAF-A is required for kinetochore-microtubule attachment and contributes to the targeting of Aurora-A to mitoticspindles. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ma, N., Matsunaga, S., Morimoto, A., et al.
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 巻: 124 ページ: 394-404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assembly states of the nucleosome assembly protein 1 (NAP-1) revealed by sedimentation velocity and non-denaturing mass spectrometry. (2011)
  • 著者名/発表者名: Noda, M., et al.
  • 雑誌名: Biochem.J. 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] The MAP kinase MPK4 is required for cytokinesis in Arabidopsis thaliana. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kosetsu, K., Matsunaga, S., et al.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 22 ページ: 3778-3790
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sex chromosome evolution revealed by physical mapping of SlAP3X/Y in the dioecious plant, Silene latifolia. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, R., et al.
  • 雑誌名: Cytologia 巻: 75 ページ: 319-325
  • 査読あり
• [雑誌論文] The middle region of an HP1-binding protein, HP1-BP74, as sociates with linker DNA at the entry/exit site of nucleosomal DNA. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayashihara K, Uchiyama S, Shimamoto S, Kobayashi S, Tomschik M, Wakamatsu H, No D, Sugahara H, Hori N, Noda M, Ohkubo T, Zlatanova J, Matsunaga S, Fukui K.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 285 ページ: 6498-6507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Junk DNA promotes sex chromosome evolution. (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, S
  • 雑誌名: Heredity 102 ページ: 525-526
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intracellular manipulation by nonlinear microscopy. (2009)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, W, Matsunaga, S, Fukui, K, Itoh, K
  • 雑誌名: J.Innov.Opt.Health Sci. 2 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] A nucleolar protein RRS1 contributes to chromosome congression. (2009)
  • 著者名/発表者名: Gambe, A.E., Matsunaga, S., Takata, H., Ono-Maniwa, R., Baba, A., Uchiyama S., Fukui K.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 583 ページ: 1951-1956
  • 査読あり
• [雑誌論文] 染色体動態-染色体の動き、動物と植物の共通点と違い (2009)
  • 著者名/発表者名: 栗原大輔、松永幸大
  • 雑誌名: 遺伝 63 ページ: 55-60
• [学会発表] Functional analysis of a chromosomal protein responsible for sister chromatid cohesion. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sachihiro Matsunaga
  • 学会等名: 第4回アジア染色体コロキウム国際会議
  • 発表場所: 中国・北京
  • 年月日: 2010-10-11
• [学会発表] イメージングによるオーロラキナーゼ・ノックダウン個体の表現型解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松永幸大、栗原大輔、大村知広、浅田拓也、福井希一
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 中部大学・春日井
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] ライブイメージングによるオーロラキナーゼの機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松永幸大、栗原大輔、池田虎三、大村知広、内山進、福井希一
  • 学会等名: 第73回植物学会大会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス(山形県山形市)
  • 年月日: 2009-09-19
• [学会発表] 核内スキャホールドタンパク質による微小管ダイナミクス制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松永幸大、馬楠、森本晃弘、内山進、福井希一
  • 学会等名: 第81回日本遺伝学会大会
  • 発表場所: 信州大学理学部(長野県松本市)
  • 年月日: 2009-09-16
• [図書] 「遺伝情報の格納庫」PhotoBook植物細胞の世界 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤本聡、松永幸大
  • 出版者: 化学同人(印刷中)
• [産業財産権] ヤトロファ由来のNF-YBをコードするポリヌクレオチドおよびその利用 (2010)
  • 発明者名: 松永幸大、小日向務、福井希一、田畑哲之
  • 権利者名: 大阪大学
  • 産業財産権番号: 2010-090618
  • 出願年月日: 2010-04-09