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2022 年度 実施状況報告書

植物核ラミナによるセントロメア配置制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K06247
研究機関大阪大学

研究代表者

坂本 勇貴  大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (00735483)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードセントロメア / 核ラミナ / 核構造
研究実績の概要

DNAは細胞核の中に無秩序に詰め込まれているのではなく、特定のゲノム領域が決められた核内の場所に配置されるように制御される。これは効率的な遺伝子発現や複製、DNA損傷修復につながると考えられる。特に核を包んでいる核膜は、特定のDNAの位置を決める際の足場となる。被子植物のモデル植物であるシロイヌナズナはセントロメア(細胞分裂時に染色体を娘細胞に均等に分配するために、紡錘体微小管と染色体を繋ぐ装置を形成するゲノム領域)が、核膜直下に局在することが知られている。私はシロイヌナズナの核ラミナ構成タンパク質CRWNsの二重欠損株crwn1crwn4において、セントロメアの核内動態が異常になることを発見した。本研究ではシロイヌナズナを用いて、セントロメアが核内に適切に配置されるために必要な分子機構を明らかにする。本年度は以下の3点について研究を進めた。
1. CRWNs以外の関連因子の探索:核タンパク質複合体コンデンシンIIおよび、核膜タンパク質SUN, WIP, WIT, SINEの変異体は固定した細胞においてセントロメア配置の異常を示した。
2. セントロメアのライブセルイメージング解析:1で明らかとなった変異体を用いて生細胞でセントロメア動態を観察するための植物を作出し、イメージング解析を行った。CRWNs変異体ではセントロメアの動きが異常になるが、他の変異体ではセントロメアの動きは正常であった。
3.セントロメアの配置モデルの構築:上記の変異体を掛け合わせ多重変異体を作出し、セントロメアの配置と動態を観察し、セントロメアの時空間配置モデルを考案した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

提案した研究内容の大部分はすでに終了しており、その成果を論文にまとめられたため。

今後の研究の推進方策

セントロメアの配置制御に関わる別の因子について、その作用機構を明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

当初の想定よりも消耗品の消費が抑えられたため。
次年度は本年度に購入しなかった消耗品の購入や、成果発表のための学会出張等に使用する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 2件)

  • [国際共同研究] University of Zurich(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      University of Zurich
  • [雑誌論文] Two-step regulation of centromere distribution by condensin II and the nuclear envelope proteins2022

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Takuya、Sakamoto Yuki、Grob Stefan、Slane Daniel、Yamashita Tomoe、Ito Nanami、Oko Yuka、Sugiyama Tomoya、Higaki Takumi、Hasezawa Seiichiro、Tanaka Maho、Matsui Akihiro、Seki Motoaki、Suzuki Takamasa、Grossniklaus Ueli、Matsunaga Sachihiro
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: 8 ページ: 940~953

    • DOI

      10.1038/s41477-022-01200-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 暗黒下におけるオルガネラの動態解析に向けた実験系の開発2023

    • 著者名/発表者名
      土田康太, 高木慎吾, 坂本勇貴
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 核と葉緑体の接着に関わるタンパク質の探索2023

    • 著者名/発表者名
      坂本勇貴, 高木慎吾
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるセントロメア配置制御のメカニズムと意義の解析2023

    • 著者名/発表者名
      坂本卓也, 坂本勇貴, Slane Daniel, 伊藤ななみ, 松永幸大
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] シロイヌナズナにおいて核膜孔複合体はセントロメア二段階配置制御に関与する2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤ななみ,坂本卓也,坂本勇貴,松永幸大
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 植物の細胞核を支える核ラミナの機能2023

    • 著者名/発表者名
      坂本勇貴
    • 学会等名
      第25回植物オルガネラワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] 透明化技術を用いた植物組織イメージング2022

    • 著者名/発表者名
      坂本勇貴
    • 学会等名
      第31回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナのセントロメア配置制御に核膜孔複合体が関与する2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤ななみ,坂本卓也,坂本勇貴,松永幸大
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
  • [学会発表] γ線照射によるシュート再生能力向上のメカニズム解析2022

    • 著者名/発表者名
      橋正隆平,佐藤輝,坂本卓也,坂本勇貴
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
  • [学会発表] シロイヌナズナ葉肉細胞のミトコンドリア運動におけるミオシンXI-I の役割2022

    • 著者名/発表者名
      藤森達郎,Md Sayeedul Islam,Yingqi Wang,坂本勇貴,富永基樹,高木慎吾
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
  • [学会発表] シロイヌナズナのセントロメア配置制御に関わる核膜孔複合体の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤ななみ,坂本卓也,坂本勇貴,松永幸大
    • 学会等名
      日本植物形態学会第34回総会・大会
  • [学会発表] γ線照射によるシュート再生能力向上の分子メカニズム解析2022

    • 著者名/発表者名
      橋正隆平,佐藤輝,坂本卓也,坂本勇貴,鈴木孝征,松永幸大
    • 学会等名
      日本植物形態学会第34回総会・大会

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公開日: 2023-12-25  

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