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2020 年度 実績報告書

シロイヌナズナにおけるアクチン輸送ネットワークの構築機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K07436
研究機関千葉大学

研究代表者

伊藤 光二  千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (50302526)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードミオシン / アクチン / モーター蛋白質
研究実績の概要

植物細胞においてはアクチン繊維が物質輸送の主要な輸送レールを担っている。細胞表層と原形質糸には束化したアクチン繊維が極性を同じ方向に揃えて配向しており(原形質流動レール),この上をミオシンXIが運動することにより原形質流動とよばれる一定方向の流れが生じている。アクチン繊維は原形質流動レール以外に,様々な物質を特定の目的地に運ぶための専用輸送レールとしても機能している。このような多様な機能をおこなうために,シロイヌナズナにおいて8種のアクチンアイソフォームが,13種のミオシンXIアイソフォームおよび,重合,脱重合,束化等を制御する多様なアクチン結合タンパク質と相互作用し,複雑かつ高度に制御されたアクチン輸送ネットワークを構築している。本研究は植物細胞において,(1)アクチン繊維が極性を同じ方向に揃えて配向する機構の解明おび,(2)様々な物質を特定の目的地に運ぶための専用輸送レールとしての機構の解明を目的とした。
2020年度においては(1)に進展があった。これまでの研究で、蛍光顕微鏡観察から,シロイヌナズナのミオシンXIのMYA2は単頭のモータードメイン(MD)のみでアクチン繊維を束化することがわかった。さらに,AFMによる観察の結果,この束化には,これまで役割が未定であったMDのN末端サブドメインがアクチン繊維と結合することによりおきることがわかった。また,N末端サブドメインのアクチン繊維の結合は,アクチン繊維同士の極性が揃っているときのみ生じた。2020年度の研究により、MYA2MDによるアクチン繊維の束化は、蛍光顕微鏡観察だけでなく、アクチン繊維との低速遠心共沈によっても確認した。さらに、MDのN末端サブドメインを介しての束化は、すべてのミオシンXIではなく、「原形質流動をおこしているミオシンXI」であるMYA2に特化したものということがわかった。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Characterization of ancestral myosin XI from Marchantia polymorpha by heterologous expression in Arabidopsis thaliana2020

    • 著者名/発表者名
      Duan Zhongrui、Tanaka Misato、Kanazawa Takehiko、Haraguchi Takeshi、Takyu Akiko、Era Atsuko、Ueda Takashi、Ito Kohji、Tominaga Motoki
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 104 ページ: 460~473

    • DOI

      10.1111/tpj.14937

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterologous transformation of <i>Camelina sativa</i> with high-speed chimeric myosin XI-2 promotes plant growth and leads to increased seed yield2020

    • 著者名/発表者名
      Duan Zhongrui、Ito Kohji、Tominaga Motoki
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 37 ページ: 253~259

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.20.0225b

    • 査読あり
  • [学会発表] Chiral orientation of actin filaments is autonomously formed by certain plant myosins2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤 光二 、 原口 武士 、吉村 孝平 、伊美 拓真
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] CbM4の持つ時計回りの運動活性の解析2020

    • 著者名/発表者名
      吉村 考平 , 伊美 拓真 , 原口 武士 , 玉那覇 正典 , 伊藤 光二
    • 学会等名
      第58回 日本生物物理学会年会
  • [学会発表] 植物ミオシンにおけるアクチン上での非対称運動の網羅的 解析2020

    • 著者名/発表者名
      伊美 拓真,吉村 考平,原口 武士,伊藤 光二
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会

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公開日: 2021-12-27  

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