2023 年度研究成果報告書

アクチン繊維を極性揃えて配向させる植物ミオシンの新規機能の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	20K06583
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分43040:生物物理学関連
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)	2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード	ミオシン / 分子モーター / アクチン / シロイヌナズナ / 原形質流動 / 植物生理学 / アクティブマター
研究成果の概要	植物細胞は細胞内の物質拡散のため、原形質流動と呼ばれる「一方向性の細胞内の流れ」が起きている。原形質流動発生には、アクチン繊維が束化し、さらに一定の極性をもって配向することが鍵となる。最近の研究から、ミオシンXIとアクチン繊維との相互作用によって極性が揃ったアクチン繊維の束が自律的に形成されることが示唆されているが、その分子機構は不明であった。本研究により、1. ミオシンXIのN末端がアクチン繊維を束化する、2. アクチン繊維を一方向性に曲げることにより、極性を揃えたアクチン繊維束を形成する、との2つの方法で植物内でミオシンXIが極性の揃ったアクチン繊維束を形成することを明らかにした。
自由記述の分野	生物物理学、植物生理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	植物細胞内では、原形質流動と呼ばれる一方向性の流動が起きている。原形質流動は250年前に発見されていたが、どのような分子機構により流動が一方向性となるかは謎であった。本研究により、一方向性の流動には2つの分子機構が関わっていることが明らかになった。また、この2つの分子機構にかかわるミオシンXIの特異的な領域も明らかにした。どちらもミオシンXIとアクチン繊維の相互作用のみより誘起されるのが興味深い。本研究の成果は植物生理学のみならず、自律的構築を駆動するアクティブマターの分野においても意義のあるものである。