RABとSNAREの新規獲得と二次的喪失が駆動する膜交通システム多様化機構の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04382
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 上田 貴志 基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 教授 (10311333)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 膜交通 / Rab GTPase / SNARE / 多様化 / 進化

研究実績の概要

VAMP727のlongin domainに存在する酸性挿入配列依存的にVAMP727に結合する分子の候補として同定したAP-4について，相互作用の生化学的な解析に向け，蛋白質発現系の構築を進めた．容易に封入体を形成することから，可溶化の条件検討を現在も進めている．
植物特異的なRAB GTPaseであるARA6については，エフェクター分子であるPUF2の機能解析をさらに進めた．PUF2が保存型RAB5とARA6の機能を統御する分子であるとのデータが固まり，現在論文発表に向けた原稿の準備を進めている．
ゼニゴケのSNAREとRAB GTPaseの機能解析については，種子植物において二次的に失われているRAB21とRAB23について著しい進展があった．Mprab23変異体では精子形成に異常が見られることから，鞭毛の構成タンパク質や基底小体の構成因子の局在解析を進め，鞭毛や基底小体の構成蛋白質の局在が，Mprab23変異により影響を受けないことを明らかにした．現在RAB23の相互作用因子を同定するべく，免疫沈降と質量分析の準備を進めている．RAB21については，RAB5とともに後期エンドソームに局在すること，機能欠失が分泌経路の異常を引き起こすことを突き止めた．さらに，RAB21がRAB5と共通の因子により活性化されることも明らかにした．現在，RAB21依存的に輸送される分子の探索を進めている．

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2016年4月に現職に異動した．引っ越しと研究室の立ち上げのために時間と労力を費やす必要があり，さらに異動先と旧所属で植物の育成環境が異なるなど，当初の計画通りに研究を進めることが難しい期間があった．最近研究室のセットアップがようやく完了し，全速力で研究を遂行する環境が調った．

今後の研究の推進方策

異動による計画の遅れを取り戻し，さらに当初計画を越える成果を得るべく，質量分析装置など異動先の共通機器も活用し研究を推進する．

研究成果

• [国際共同研究] Umea Plant Science Center(Sweden)
  • 国名: スウェーデン
  • 外国機関名: Umea Plant Science Center
• [国際共同研究] Gregor Mendel Institute(Austria)
  • 国名: オーストリア
  • 外国機関名: Gregor Mendel Institute
• [国際共同研究] Sainsbury Institute(United Kingdom)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: Sainsbury Institute
• [雑誌論文] Dynamic reorganization of the endomembrane system during spermatogenesis in Marchantia polymorpha (2017)
  • 著者名/発表者名: Minamino Naoki、Kanazawa Takehiko、Nishihama Ryuichi、Yamato Katsuyuki T.、Ishizaki Kimitsune、Kohchi Takayuki、Nakano Akihiko、Ueda Takashi
  • 雑誌名: J. Plant Res. 巻: 130 ページ: 433～441
  • DOI: 10.1007/s10265-017-0909-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] The trans-Golgi network and the Golgi stacks behave independently during regeneration after Brefeldin A treatment in tobacco BY-2 cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Ito, Y., Toyooka, K., Fujimoto, M., Ueda, T., Uemura, T. and Nakano A.
  • 雑誌名: Plant Cell Phys. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: https://doi.org/10.1093/pcp/pcx028
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] MONENSIN SENSITIVITY 1 (MON1)/CALCIUM CAFFEINE ZINC SENSITIVITY 1 (CCZ1)-mediated Rab7 activation regulates tapetal programmed cell death and pollen development (2017)
  • 著者名/発表者名: Cui, Y., Zhao, Q., Xie, HT., Wong, WS., Gao, C., Ding, Y., Tan, Y., Ueda, T., Zhang, Y. and Jiang, L.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 173 ページ: 206-218
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1104/pp.16.00988
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Clathrin-dependent endocytosis is required for immunity mediated by pattern recognition receptor kinases (2016)
  • 著者名/発表者名: Mbengue, M., Bourdais, G., Gervasi, F., Beck, M., Zhou, J., Spallek, T., Bartels, S., Boller, T., Ueda, T., Kuhn, H. and Robatzek, S.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 巻: 113 ページ: 11034-11039
  • DOI: 10.1073/pnas.1606004113
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] DRP1-dependent Endocytosis Is Essential for Polar Localization and Boron-induced Degradation of the Borate Transporter BOR1 in Arabidopsis thaliana (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinari, A., Fujimoto, M., Ueda, T., Inada, N., Naito, S. and Takano, J.
  • 雑誌名: Plant Cell Phys. 巻: 57 ページ: 1985-2000
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw121
  • 査読あり
• [雑誌論文] ENDOSOMAL RAB EFFECTOR WITH PX-DOMAIN, an Interacting Partner of RAB5 GTPases, Regulates Membrane Trafficking to Protein Storage Vacuoles in Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, H., Inoue, T., Nakano, A. and Ueda, T.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 26 ページ: 1490-0503
  • DOI: 10.1105/tpc.16.00326
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Modulation of plant RAB GTPase-mediated membrane trafficking pathway at the interface between plants and obligate biotrophic pathogens (2016)
  • 著者名/発表者名: Inada, N., Betsuyaku, S., Shimada, T., Ebine, K., Ito, E., Kutsuna, N., Hasezawa, S., Takano, Y., Fukuda, H., Nakano, A., and Ueda, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Phys. 巻: 57 ページ: 1854-1864
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw107
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] ゼニゴケ精子形成・機能に関わる膜交通システムの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 南野尚紀, 金澤建彦，法月卓也，西浜竜一，大和勝幸，石崎公庸，河内孝之，中野明彦，上田貴志
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] ゼニゴケにおけるオートファジーの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 法月卓也, 金澤建彦，南野尚紀，西浜竜一，河内孝之，中野明彦，上田貴志
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] HOPS/CORVET complexes in vacuolar trafficking pathways of A. thaliana (2017)
  • 著者名/発表者名: Kodai Takemoto, Kazuo Ebine, Tatsuaki Goh, Jun Ito, Akihiko Nakano, Takashi Ueda
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] 植物特異的オルガネラの獲得に伴う膜交通経路の再配向 (2017)
  • 著者名/発表者名: 金澤建彦, 森中初音, 海老根一生, 法月拓也, 南野尚紀, 西浜竜一, 河内孝之, 中野明彦, 上田貴志
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways during land plant evolution (2017)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志
  • 学会等名: 第58回植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] Molecular mechanisms of vacuolar membrane fusion regulated by SNARE proteins in plant cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Ebine, Kodai Takemoto, Chieko Saito, Tomohiro Uemura, Akihiko Nakano, and Takashi Ueda
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] ホスファチジルイノシトールリン酸を介した炭疽病菌感染機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 島田 貴士，高野 義孝，別役 重之，中野 明彦，上田 貴志
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県，鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 植物細胞のダイナミクスを支える膜交通 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県，横浜市）
  • 年月日: 2016-12-02
• [学会発表] 陸上植物固有のR-SNAREに存在する挿入配列の機能とその起源 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤本優，海老根一生，石崎公庸，大和勝幸，深尾陽一朗，植村知博，丸山桃子，井坂奈々子，河内孝之，中野明彦，上田貴志
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県，横浜市）
  • 年月日: 2016-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞内交通システムの研究から探る植物のチカラ (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志
  • 学会等名: 大学共同利用機関シンポジウム2016
  • 発表場所: 秋葉原UDX（東京都，千代田区）
  • 年月日: 2016-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] ゼニゴケで見えてきた細胞骨格と膜交通の深い仲 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志
  • 学会等名: 細胞骨格研究会－PlantCytoskeleton2016－
  • 発表場所: 東京大学（東京都，目黒区）
  • 年月日: 2016-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] ステロール恒常性の制御を行う新規小胞体タンパク質 (2016)
  • 著者名/発表者名: 島田貴士，嶋田知生，岡咲洋三，東浩司，斉藤和季，中野明彦，上田貴志，高野義孝，西村いくこ
  • 学会等名: 第29回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府，豊中市）
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] Twins or Convergence? ~two plant-unique cellular structures acquired during evolution~ (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueda
  • 学会等名: International Symposium “Front Lines of Plant Cell Wall Research and Beyond”
  • 発表場所: KKRホテル熱海（静岡県，熱海市）
  • 年月日: 2016-10-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 液胞膜のSNARE複合体制御メカニズムの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 海老根一生, 齊藤知恵子, 植村知博, 中野明彦, 上田貴志
  • 学会等名: 第80回日本植物学会大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県，宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] Membrane trafficking system plays important roles in sperm functions of Marchantia polymorpha (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoki Minamino, Takehiko Kanazawa, Atsuko Era, Ryuichi Nishihama, Katsuyuki T. Yamato, Kimitsune Ishizaki, Takayuki Kohchi, Akihiko Nakano, Takashi Ueda
  • 学会等名: EMBO workshop “New model systems for early land plant evolution”
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-06-22 – 2016-06-24
  • 国際学会
• [学会発表] Cell type-specific reorientation of a trafficking pathway led to acquisition of new organelles during land plant evolution (2016)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Kanazawa, Hatsune Morinaka, Takuya Norizuki, Atsuko Era, Naoki Minamino, Yu Shikano, Masaru Fujimoto, Tomohiro Uemura, Ryuichi Nishihama, Katsuyuki T. Yamato, Kimitsune Ishizaki, Tomoaki Nishiyama, Takayuki Kohchi, Akihiko Nakano, Takashi Ueda
  • 学会等名: EMBO workshop “New model systems for early land plant evolution”
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-06-22 – 2016-06-24
  • 国際学会
• [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways ~lessons from the liverwort~ (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueda
  • 学会等名: EMBO workshop “New model systems for early land plant evolution”
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-06-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Diversification of membrane trafficking pathways during land plant evolution. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ueda
  • 学会等名: 1st CRC 1101 symposium, Molecular Encoding of Specificity in Plant Processes
  • 発表場所: Tuebingen, Germany
  • 年月日: 2016-04-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] DOJIN BIOSCIENCEシリーズ メンブレントラフィック (2016)
  • 著者名/発表者名: 上田貴志（他29名），福田光則，吉森保編
  • 総ページ数: 262
  • 出版者: 化学同人