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2014 年度 実施状況報告書

未知なるオルガネラ“トランスゴルジ網(TGN)”の動的解析と生理学的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25840100
研究機関東京大学

研究代表者

植村 知博  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90415092)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードオルガネラ / TGN / 塩ストレス
研究実績の概要

トランンスゴルジ網(TGN)は、ゴルジ体のトランス槽の外側に存在する網目状の構造体で、ゴルジ体を通過したタンパク質が機能すべき場所に正しく輸送されるための選別を行うオルガネラである。植物細胞では、TGNは初期エンドソームとしても機能するという報告もあり、植物はポストゴルジ膜交通網やオルガネラ機能を動物や酵母とは独立して発達させてきたと考えられている。そのため、植物のTGNの構造・機能を理解することは、植物細胞生物学分野において非常に重要な課題の一つであり、本年度は塩ストレス応答におけるTGNのダイナミクスの解析を行った。
1/2MS培地にNaCl(100mM)を加えた高塩ストレス下ではTGNおよび単膜系オルガネラが小さくなることを発見し、超解像ライブイメージン顕微鏡(SCLIM: super-resolution confocal live imaging microscopy)を用いて確認した。また、1/10MS培地にNaCl(100mM)を加えた高塩ストレス下では、TGNを含むポストゴルジオルガネラが凝集体をすることを見出した。この凝集体形成には細胞骨格であるアクチン、微小管は関与しないことを明らかにした。さらに、TGN機能が損なわれたsyp4変異体ではNHX6の細胞内局在が異常になることから、syp4変異体が高塩ストレスに弱くなる原因の一つとしてNHX6が正しく局在できないために細胞内の塩濃度を調整できないことが考えられた。
また、TGNが関与する葉緑体機能の発現維持機構を調べるため、病原菌応答において誘導される葉緑体局在因子EDS5(サリチル酸の輸送体)の局在解析を行った。その結果、野生型とsyp4変異体のどちらにおいてもうどんこ病菌感染時にEDS5は葉緑体に局在していた。この結果からEDS5はTGNが担う葉緑体機能の発現維持機構とは関係ないことが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ライブイメージングによるゴルジ体とTGNダイナミクスの解析については、2014年に論文発表を行うことができ、当初の計画以上に進展することができた。また、塩ストレス応答におけるTGNの役割についての新たな知見を得ることができた。

今後の研究の推進方策

今後は、ストレス応答(特に病原菌応答に注目して)におけるライブイメージングシステムを完成させ、TGNの役割の解明を目指す。

次年度使用額が生じた理由

平成26年8月に、本研究の主要課題である、TGNが関与するストレス応答の分子基盤を解明するため、うどん粉病菌感染下でTGNを介して輸送される因子の探索を行ったところ、平成26年12月に植物の生育が不十分のため、十分な実験結果を得ることが出来なかったことが判明した。そのため、再度植物を生育して実験を行う必要が生じたため、実験計画に3ヶ月の遅れが生じ、補助事業の本年度中の完了が困難となった。

次年度使用額の使用計画

物品費として、一般試薬300,000円、人件費として、技術補佐員の雇用費250,000円の計550,000円が必要である。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Dynamic behavior of the trans-Golgi network in root tissues of Arabidopsis revealed by super-resolution live imaging.2014

    • 著者名/発表者名
      *Uemura, T., Suda, Y., Ueda, T. and Nakano, A.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.,

      巻: 55 ページ: 694-703

    • DOI

      10.1093/pcp/pcu010.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A unique HEAT repeat-containing protein SHOOT GRAVITROPISM6 is involved in vacuolar membrane dynamics in gravity sensing cells of Arabidopsis inflorescence stem2014

    • 著者名/発表者名
      Hashiguchi, Y., Yano, D., Nagafusa, K., Kato, T., Saito, C., Uemura, T., Ueda, T., Nakano, A., Tasaka, M and * Morita, MT.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.,

      巻: 55 ページ: 811-822

    • DOI

      10.1093/pcp/pcu020.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The ESCRT-III interacting deubiquitinating enzyme AMSH3 is essential for degradation of ubiquitinated membrane proteins in Arabidopsis thaliana2014

    • 著者名/発表者名
      Katsiarimpa, A., Muñoz, A., Kalinowska, K., Uemura, T., Rojo, E. and Isono, E.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.,

      巻: 55 ページ: 727-736

    • DOI

      10.1093/pcp/pcu019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interactomics of Qa-SNARE in Arabidopsis thaliana2014

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, M., Uemura, T., Ebine, K., Nishimori, Y., Ueda, T., Nakano, A., Sato, MH. and *Fukao, Y.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.,

      巻: 55 ページ: 781-789

    • DOI

      10.1093/pcp/pcu038.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sex-specific Post-translational Regulation of the Gamete Fusogen GCS1 in the Isogamous Volvocine Alga Gonium pectorale.2014

    • 著者名/発表者名
      Kawai-Toyooka, H., Mori, T., Hamaji, T., Suzuki, M., Olson, BJ., Uemura, T., Ueda, T., Nakano, A., Toyoda, A., Fujiyama, A. and Nozaki, H.
    • 雑誌名

      Eukaryot Cell

      巻: 13 ページ: 648-656

    • DOI

      10.1128/EC.00330-13.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plant vacuolar trafficking occurs through distinctly regulated pathways.2014

    • 著者名/発表者名
      Ebine, K., Inoue, T., Ito, J., Ito, E., Uemura, T., Goh, T., Abe, H., Sato, K., Nakano, A. and Ueda, T.
    • 雑誌名

      Curr. Biol

      巻: 23 ページ: 1375-1382

    • DOI

      10.1016/j.cub.2014.05.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The powdery mildew resistance protein RPW8.2 is carried on VAMP721/722 vesicles to the extrahaustorial membrane of haustorial complexes.2014

    • 著者名/発表者名
      Kim, H., O'Connell, R., Maekawa-Yoshikawa, M., Uemura, T., Neumann, U., Schulze-Lefert P.
    • 雑誌名

      Plant J

      巻: 79 ページ: 835-847

    • DOI

      doi: 10.1111/tpj.12591

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation and maintenance of the plant Golgi apparatus.2014

    • 著者名/発表者名
      Ito, Y., Uemura, T. and *Nakano A.
    • 雑誌名

      Intl. Rev. Cell Mol. Biol.

      巻: 310 ページ: 221-287

    • DOI

      10.1016/B978-0-12-800180-6.00006-2.

  • [雑誌論文] Plant vacuolar trafficking driven by RAB and2014

    • 著者名/発表者名
      Uemura, T. and *Ueda, T
    • 雑誌名

      Curr Opin Plant Biol,

      巻: 22 ページ: 116-121

    • DOI

      10.1016/j.pbi.2014.10.002.

  • [学会発表] ポストゴルジオルガネラが担う環境ストレス応答2015

    • 著者名/発表者名
      植村知博
    • 学会等名
      第17回植物オルガネラワークショップ
    • 発表場所
      東京大学、東京都目黒区
    • 年月日
      2015-03-15
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物におけるトランスゴルジネットワーク(TGN)の動態2014

    • 著者名/発表者名
      植村知博、中野明彦
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜市
    • 年月日
      2014-11-27
    • 招待講演
  • [学会発表] The dynamics of trans-Golgi network (TGN) in plants2014

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Uemura and Akihiko Nakano
    • 学会等名
      38th Naito Conference on Molecule-based biological systems
    • 発表場所
      SAPPORO, Japan
    • 年月日
      2014-10-07 – 2014-10-10
  • [学会発表] 植物におけるポストゴルジオルガネラの動態と生理機能の研究2014

    • 著者名/発表者名
      植村知博
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学、川崎市
    • 年月日
      2014-09-13
    • 招待講演
  • [学会発表] The dynamics of trans-Golgi network (TGN) in plants.2014

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Uemura, Takashi Ueda, Akihiko Nakano
    • 学会等名
      17th European Network for plant Endomembrane Research Meeting
    • 発表場所
      Lecce, Italy
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-11
  • [学会発表] The dynamics and functions of Qa-SNAREs localized on the trans-Golgi network on response to Colletotrichum gloeosporioides.2014

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Uemura, Takashi Shimada, Takashi Ueda, Akihiko Nakano
    • 学会等名
      IS-MPMI 2014 XVI International Congress
    • 発表場所
      Rhodes, Greece
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-10
  • [学会発表] The dynamics of trans-Golgi network (TGN) in plants.2014

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Uemura, Yasuyuki Suda, Takashi Ueda and Akihiko Nakano.
    • 学会等名
      第62回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂、奈良市
    • 年月日
      2014-06-12

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公開日: 2016-06-01  

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