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植物生殖機構におけるペルオキシソーム機能・形成の時空間ダイナミクス制御

公募研究

研究領域動植物に共通するアロ認証機構の解明
研究課題/領域番号 22112523
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
審査区分 生物系
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, 高次細胞機構研究部門, 助教 (20321606)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2011年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2010年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードペルオキシソーム / シロイヌナズナ / apem 変異体 / 生殖機構 / 分子認証システム / イメージング / 配偶子認証 / タンパク質輸送 / apem変異体 / オルガネラ / ペルオキシン
研究概要

生殖過程におけるペルオキシソーム形成と機能の役割を明らかにするために、花粉のペルオキシソームがGFPあるいはRFPで可視化された形質転換シロイヌナズナを用いて、ペルオキシソーム変異の影響を解析してきた。ペルオキシソーム変異をもつ花粉は、in vitroでは発芽はできるものの、in vivoでは野生型と比べ花粉の発芽や、乳頭細胞への侵入、花粉管の伸長速度が低下することが明らかとなった。Reciprocal cross testにより、雌雄どちらの配偶子にペルオキシソーム変異の影響がでるか検討したところ、雌性配偶子よりも雄性配偶子に影響を及ぼす傾向があることが明らかとなった。また、生殖過程におけるペルオキシソーム機能を明らかにするために、花粉に存在するペルオキシソームタンパク質の検討を行った結果、脂肪酸代謝に関わるβ酸化系酵素、および過酸化水素除去に関わる酵素の蓄積が認められた。そこで、過酸化水素濃度をモニターできる蛍光タンパク質であるHyperを花粉のペルオキシソームで発現させ、花粉の発芽および花粉管伸長過程における濃度変化をおったところ、花粉管伸長が進むにつれて過酸化水素の濃度が上昇することが明らかとなった。これらの結果から、生殖過程におけるペルオキシソームの機能として、脂肪酸に由来するエネルギーやシグナル分子の生成、過酸化水素などの活性酸素種の濃度調整が示唆された。
現在、ペルオキシソーム由来の過酸化水素を介したCa2+の濃度調整との関係を明らかにするために、蛍光プローブYC3.60を発現させた形質転換体を作製している。また、脂肪を蓄積しているオイルボディ、およびペルオキシソームの動態に関与するアクチンフィラメントをペルオキシソームと同時に可視化させ、その動態解析を進めている。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (24件) (うち招待講演 4件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Proteomic analysis reveals the Rab GTPase RabE1c is involved in the degradation of the peroxisomal protein receptor PEX7 (Peroxin 7)2013

    • 著者名/発表者名
      Soungkui Cui, Yoichiro Fukao, Shoji Mano, Kenji Yamada, Makoto Hayashi and Mikio Nishimura
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 288 号: 8 ページ: 6014-6023

    • DOI

      10.1074/jbc.m112.438143

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tonoplast- and plasma membrane-localized aquaporin-family transporters in blue hydrangeasepals of aluminum hyperaccumulating plant2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Negishi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 7 号: 8 ページ: e43189-e43189

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0043189

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A defect of peroxisomal membrane protein 38 causes enlargement of peroxisomes2011

    • 著者名/発表者名
      Shoji Mano
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 52 号: 12 ページ: 2157-2172

    • DOI

      10.1093/pcp/pcr147

    • NAID

      10030306536

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arabidopsis ABERRANT PEROXISOME MORPHOLOGY g is a peroxin that recruits the PEX1-PEX6 complex to peroxisomes2011

    • 著者名/発表者名
      Goto, et al
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 23 ページ: 1573-1587

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Plant Organelles Database 2 (PODB2) : An updated resource containing movie data of plant organelle dynamics2011

    • 著者名/発表者名
      Mano, et al
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 52 ページ: 244-253

    • NAID

      10029708505

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two Sec13p homologs, AtSec13A and AtSec13B, redundantly contribute to formation of COPII transport vesicles in Arabidopsis thaliana2011

    • 著者名/発表者名
      Hino, et al
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnolgy, and Biochemistry

      巻: 75 ページ: 1848-1852

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gateway binary vectors with the bialaphos resistance gene, bar, as a selection marker for plant transformation2010

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, et al
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 74 ページ: 1315-1319

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 生殖過程におけるペルオキシソーム形成と機能発現2013

    • 著者名/発表者名
      真野昌二
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大学 (岡山県)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ユビキチン系に異常を示すペルオキシソームタンパク質輸送変異体apem7の解析2012

    • 著者名/発表者名
      真野昌二, 他4名
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ペルオキシソームタンパク質輸送におけるAPEM10タンパク質の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      後藤(山田)志野, 他6名
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ペルオキシソーム局在変異体peup4の解析2012

    • 著者名/発表者名
      及川和聡, 他7名
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナのオートファジー変異株peup1におけるペルオキシソーム凝集体形跡機構の解明2012

    • 著者名/発表者名
      柴田美智太郎, 他7名
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 生殖過程におけるペルオキシソーム機能・形成の解析2012

    • 著者名/発表者名
      真野昌二
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所研究集会 生殖とオルガネラ:細胞質における遺伝情報の次世代への伝達・分配
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所 (静岡県)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification and characterization about Arabidopsis peroxisome mutants exhibiting defects in reproduction2012

    • 著者名/発表者名
      Shoji Mano
    • 学会等名
      International Symposium on the Mechanisms of Sexual Reproduction in Animals and Plants. Joint Meeting of the 2nd Allo-Authentication Meeting and the 5th Egg-Coat Meeting
    • 発表場所
      Hotel Nagoya Garden Palace (愛知県)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高等植物におけるペルオキシソーム局在変異体の解析2011

    • 著者名/発表者名
      及川和聡, 他5名
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)
    • 年月日
      2011-09-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 植物特異的APEM9タンパク質はPEX1-PEX6複合体のペルオキシソーム局在に関与する2011

    • 著者名/発表者名
      後藤志野, 他3名
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ABERRANT PEROXISOME MORPHOLOGY9 is an anchoring protein for PEX1-PEX6 complex, and is required for peroxisomal protein transport in Arabidopsis thaliana2011

    • 著者名/発表者名
      Goto, S., 他3名
    • 学会等名
      International Conference on Plant Peroxisome Research
    • 発表場所
      Hilton Minneapolis (USA)
    • 年月日
      2011-08-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] The plant-specific PEX protein APEM9 is essential for peroxisome biogenesis by recruiting the AAA-ATPase PEX1-PEX6 complex to peroxisomal membranes2011

    • 著者名/発表者名
      Goto, S., 他3名
    • 学会等名
      Plant Biology 2011
    • 発表場所
      Minneapolis Convention Center (USA)
    • 年月日
      2011-08-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 植物オルガネラの世界2011

    • 著者名/発表者名
      真野昌二
    • 学会等名
      ひらめき☆ときめきサイエンス~ようこそ大学の研究室へ~植物細胞の世界-ミクロの世界の探索-
    • 発表場所
      島根大学(島根県)
    • 年月日
      2011-07-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高等植物におけるペルオキシソーム形成の分子機構2011

    • 著者名/発表者名
      真野昌二
    • 学会等名
      第299回細胞工学研究会講演会・第184回遺伝子実験施設セミナー・第2回島根大学バイオイメージング研究会
    • 発表場所
      島根大学(島根県)
    • 年月日
      2011-07-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 植物オルガネラの世界2011

    • 著者名/発表者名
      真野昌二
    • 学会等名
      ひらめき☆ときめきサイエンス~ようこそ大学の研究室へ~ 植物細胞の世界―ミクロの世界の探索―
    • 発表場所
      島根大学 (島根県)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高等植物におけるペルオキシソーム形成の分子機構2011

    • 著者名/発表者名
      真野昌二
    • 学会等名
      第299回細胞工学研究会講演会・第184回遺伝子実験施設セミナー・第2回島根大学バイオイメージング研究会
    • 発表場所
      島根大学 (島根県)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物特異的APEM9タンパク質はPEX1-PEX6複合体のペルオキシソーム局在に関与する2011

    • 著者名/発表者名
      後藤志野
    • 学会等名
      第84回日本生化学学会大会
    • 発表場所
      京都国際会館 (京都府)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] The plant-specific PEX protein APEM9 is essential for peroxisome biogenesis by recruiting the AAA-ATPase PEX1-PEX6 complex to peroxisomal membranes2011

    • 著者名/発表者名
      Shino Goto-Yamada
    • 学会等名
      International Conference on Plant Peroxisome Research
    • 発表場所
      Hilton Minneapolis (USA)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ABERRANT PEROXISOME MORPHOLOGY9 is an anchoring protein for PEX1-PEX6 complex, and is required for peroxisomal protein transport in Arabidopsis thaliana2011

    • 著者名/発表者名
      Shino Goto-Yamada
    • 学会等名
      Plant Biology 2011
    • 発表場所
      Minneapolis Convention Center (USA)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ペルオキシソームが巨大化するシロイヌナズナ形成変異体apm3の解析2010

    • 著者名/発表者名
      真野昌二, 他4名
    • 学会等名
      BMB2010
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県)
    • 年月日
      2010-12-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ペルオキシソームタンパク質輸送に関与する植物特異的APM9タンパク質の解析2010

    • 著者名/発表者名
      後藤志野, 他3名
    • 学会等名
      BMB2010
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県)
    • 年月日
      2010-12-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Identification and characterization of Arabidopsis aberrant peroxisome morphology mutants exhibiting defects in peroxisome biogenesis2010

    • 著者名/発表者名
      Mano, S., 他4名
    • 学会等名
      National Institute for Basic Biology, Max Planck Institute for Plant Breeding Research, The 2^<nd> Joint Symposium "Plant Science Communication 2010"
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      2010-11-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Plant-specific APM9 is essential for peroxisome biogenesis in Arabidopsis2010

    • 著者名/発表者名
      Goto, S., 他3名
    • 学会等名
      National Institute for Basic Biology, Max Planck Institute for Plant Breeding Research, The 2^<nd> Joint Symposium "Plant Science Communication 2010"
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      2010-11-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] A defect of autophagy causes the accumulation of catalases with low-activity in peroxisomes in Arabidopsis thaliana2010

    • 著者名/発表者名
      Shibata M., 他4名
    • 学会等名
      National Institute for Basic Biology, Max Planck Institute for Plant Breeding Research, The 2^<nd> Joint Symposium "Plant Science Communication 2010"
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      2010-11-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Light-dependent interaction among peroxisomes, mitochondria, and chloroplasts in photosynthetic tissue of Arabidopsis2010

    • 著者名/発表者名
      Oikawa, K., 他6名
    • 学会等名
      National Institute for Basic Biology, Max Planck Institute for Plant Breeding Research, The 2^<nd> Joint Symposium "Plant Science Communication 2010"
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      2010-11-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Introduction to Sequence and Genome Analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Shoji Mano
    • 総ページ数
      27
    • 出版者
      iConcept Press
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Biochemistry, Genetics and Molecular Biology » "Genetic Engineering - Basics, New Applications and Responsibilities",2012

    • 著者名/発表者名
      Yuji Tanaka
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      InTech
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Genetic Engineering2012

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, et al
    • 総ページ数
      255
    • 出版者
      InTech
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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