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MAPキナーゼを中心とした細胞板の構築を制御する分子メカニズムの研究

公募研究

研究領域植物細胞壁の情報処理システム
研究課題/領域番号 25114504
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
研究機関弘前大学

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)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2014年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2013年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード細胞質分裂 / 細胞板 / 細胞壁 / フラグモプラスト / 微小管 / 微小管結合タンパク質 / キネシン / MAPキナーゼカスケード
研究実績の概要

植物の細胞質分裂は、細胞壁と細胞膜からなる細胞板が、微小管を主成分とする細胞質分裂装置(フラグモプラスト)の中で拡大成長することにより達成される。本研究では、植物の細胞質分裂を制御する中心的な制御系であるMAPキナーゼカスケードを基軸として、この経路の構成因子の機能及び、下流因子の探索・解析を行い、細胞板形成の分子機構を明らかにすることを目的とした。
まず、シロイヌナズナの細胞板形成を正に制御するMPK4 MAPキナーゼにより特異的にリン酸化される微小管結合タンパク質の同定を進め、複数の新しい下流因子の候補を得ることができた。次に、MAPキナーゼカスケードの活性化因子として同定されたNACK1キネシンが、モーターキネシンとして細胞板形成に直接関与している可能性を示した。NACK1キネシンは、細胞板形成部位において、MAPKKK NPK1と結合することによりMAPKカスケードを活性化し、フラグモプラストの動的不安定を引き起こす。今回、NACK1のデリーションミュータント等を用いたイメージング解析により、NACK1のモータードメインに加えて、ストーク領域のC末端がこの分子の微小管結合活性及びモーター活性に影響を与えることが分かった。さらに薬理学的な解析を進めたところ、膜小胞の形成を阻害するBrefeldin A (BFA) により、NACK1の細胞板形成部位への局在が効果的に阻害されることが明らかとなった。この結果は、NACK1の微小管結合能やモーター活性に輸送小胞が関連していること、NACK1は、BFA感受性の積み荷を細胞板に輸送する可能性を示唆している。本研究により、植物の細胞板形成に必須の因子であるNACK1が、MAPキナーゼカスケードの活性化を介してフラグモプラスト微小管の動的制御を行っているだけでなく、輸送キネシンとして細胞板形成に直接関与している可能性が示された。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Calcium-dependent protein kinases responsible for the phosphorylation of a bZIP transcription factor FD crucial for the florigen complex formation2015

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Kawamoto, Michiko Sasabe, Motomu Endo, Yasunori Machida & Takashi Araki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/srep08341

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The carboxyl-terminal tail of the stalk of Arabidopsis NACK1/HINKEL kinesin is required for its localization to the cell plate formation site2015

    • 著者名/発表者名
      Sasabe, M., Ishibashi, N., Haruta, T., Minami, A., Kurihara, D., Higashiyama, T., Nishihama, R., Ito, M., and Machida, Y.
    • 雑誌名

      J. Plant Res.

      巻: 128 号: 2 ページ: 327-336

    • DOI

      10.1007/s10265-014-0687-2

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Signaling pathway that controls plant cytokinesis.2014

    • 著者名/発表者名
      Sasabe, M. and Machida, Y
    • 雑誌名

      Enzymes

      巻: 35 ページ: 145-165

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-801922-1.00006-3

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] BEX1/ARF1A1C is Required for BFA—Sensitive Recycling of PIN Auxin Tran sporters and Auxin—Mediated Development in Arabidopsis.2014

    • 著者名/発表者名
      Tanaka H, Nodzylski T, Kitakura S, Feraru MI, Sasabe M, Ishikawa T, Kleine-Vehn J, Kakimoto T, Fr iml J.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 55 号: 4 ページ: 737-749

    • DOI

      10.1093/pcp/pct196

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of microtubule array expansion in the cytokinetic phragmoplast.2013

    • 著者名/発表者名
      Murata, T., et al.
    • 雑誌名

      Nat Commun

      巻: Jun 17;4 号: 1 ページ: 1967-1967

    • DOI

      10.1038/ncomms2967

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 植物の細胞板形成を支える分子メカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      笹部美知子, 桧垣匠, 大和田理恵, 相田治寿, 西田結花, 馳澤盛一郎, 町田泰則
    • 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
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナAtNACK1/HINKELキネシンのC末端領域は細胞板形成領域への局在に必要である2014

    • 著者名/発表者名
      笹部美知子, 石橋奈々子, 春田剛, 南明希, 栗原大輔, 東山哲也, 西浜竜一, 伊藤正樹, 町田泰則
    • 学会等名
      東北植物学会第4回大会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 年月日
      2014-12-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 植物細胞における細胞極性及び分裂方向の決定に関わる分子メカニズム解明のための基礎的研究2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤千尋、笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第4回大会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 年月日
      2014-12-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 中田美果子, 大和田理恵, 中野理恵, 町田泰則, 笹部美知子:植物の細胞分裂を制御するキネシンと相互作用する新規プロテインホスファターゼのシロイヌナズナホモログの解析(2)2014

    • 著者名/発表者名
      中田美果子, 大和田理恵, 中野理恵, 町田泰則, 笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第4回大会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 年月日
      2014-12-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 細胞板形成の鍵因子であるNACK1キネシン及びNPK1 MAPKKKの細胞板形成部位への特異的局在機構の解析2014

    • 著者名/発表者名
      西田結花, 桧垣巧, 馳澤盛一郎, 町田泰則, 笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第4回大会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 年月日
      2014-12-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの側根原基で発現するプロテインホスファターゼの機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      大和田理恵, 中野理恵, 南明希, 町田泰則, 笹部美知子
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 葉形成に関わるASYMMETRIC LEAVES2タンパク質による核内スペックル形成に必要な領域2014

    • 著者名/発表者名
      町田泰則, Luo Lilan, 石橋奈々子, 笹部美知子, 鈴木崇紀, 栗原大輔, 東山哲也, 町田千代子
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 細胞質分裂を制御するMAPKの下流因子の探索: 新奇キネシンタンパク質の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      笹部美知子、西村慎吾、松永幸大、町田泰則
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細胞質分裂を制御するMAPキナーゼにリン酸化されるキネシンタンパク質の機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      笹部美知子、 西村慎吾、松永幸大、 町田泰則
    • 学会等名
      日本植物学会 第77回大会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of AtKinesin13 that is phosphorylated by MPK4 MAPK involved in plant cytokinesis2013

    • 著者名/発表者名
      Sasabe M, Nishimura S, Machida Y
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] トマト(Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom)における分裂期マーカーの作製2013

    • 著者名/発表者名
      相田治寿、笹部美知子
    • 学会等名
      東北植物学会第3回大会
    • 発表場所
      秋田
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 植物の細胞質分裂を制御するキネシンと相互作用する新奇プロテインホスファターゼのシロイヌナズナホモログの解析2013

    • 著者名/発表者名
      和田理恵、笹部美知子、中野理恵、南明希、町田泰則
    • 学会等名
      東北植物学会第3回大会
    • 発表場所
      秋田
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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