細胞核ダイナミクス解析に基づいた植物細胞の環境感覚システムの解明

2012 年度 実績報告書

• 研究領域: 植物の環境感覚：刺激受容から細胞応答まで
• 研究課題/領域番号: 23120518
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 松永 幸大 東京理科大学, 理工学部, 准教授 (40323448)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 細胞核 / イメージング / 核内倍加 / ダイナミクス / ＤＮＡ損傷

研究実績の概要

植物培養細胞とシロイヌナズナの細胞核を可視化した蛍光イメージングラインを用いて、ストレスを加えた時の細胞核の変化を解析した。特に核内倍加と細胞体積変動の関連に注目した。さらに、細胞核ダイナミクスと連動した細胞内構造やオルガネラを特定するために、阻害剤実験や変異体解析を用いて制御機構を明らかにすることを目的とした。
今年度は、前年度の結果を踏まえ、DNA損傷応答とオーキシンの関係について培養細胞と植物体を用いて解析を行った。タバコBY-2培養細胞でDNA損傷初期応答タンパク質抗体を用いた免疫染色を行った。その結果、オーキシン飢餓とDNA損傷を起こした場合、DNA損傷単独を起こした場合よりもDNA損傷初期応答が起きている細胞の割合が高くなった。また、シロイヌナズナ植物体では、DNA損傷誘導によりオーキシンの局在が変化すること、一部のオーキシン関連遺伝子欠損変異体はDNA損傷に対して感受性が高いことが明らかになった。
1．「DNA損傷時におけるオーキシンの影響の検討」：オーキシン飢餓条件でDNA損傷を誘導した際に起こるDNA複製停止がDNA損傷応答経路のどの段階に関与しているかを調べるためにDNA損傷初期応答マーカーであるリン酸化H2AX(γH2AX)抗体を用いて細胞核の免疫染色を行った。
2．「植物体におけるDNA損傷時におけるオーキシン応答」：DNA損傷時におけるオーキシン応答を観察するために、DR5-GFP、IAA19-GUS、DII-VENUS形質転換植物を用いた。春化後4日目のシロイヌナズナ植物体をDNA損傷誘導剤添加培地に移し2日間処理したところ、DR5-GFP、IAA19-GUS、DII-VENUSいずれのラインにおいてもオーキシン局在の変化が観察された。植物体においてオーキシン関連遺伝子欠損変異体のDNA損傷感受性を確認した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] ASURA (Phb2) interacts with Scc1 through chromatin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Equilibrina, I.
  • 雑誌名: Cytogenet. Genome Res 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1159/000350004
  • 査読あり
• [雑誌論文] New insights into the dynamics of plant cell nuclei and chromosomes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, S.
  • 雑誌名: Int. Rev. Cell Mol. Biol. 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of visualization techniques for cell and tissue engineering. (2013)
  • 著者名/発表者名: Higashi, T.
  • 雑誌名: J. Boisci. Bioeng. 巻: 115 ページ: 122-126
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2012.09.008.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The kinesin-like protein TOP promotes Aurora localisation and induces mitochondrial, chloroplast and nuclear division. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, Y.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1242/jcs.116798
  • 査読あり
• [雑誌論文] RBMX: a regulator for maintenance and centromeric protection of sister chromatid cohesion. (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, S.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 1 ページ: 299-308
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2012.02.005.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of GIG1 and UVI4 in genome duplication in Arabidopsis thaliana. (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwata, E.
  • 雑誌名: Plant Signal. Behav. 巻: 7 ページ: 1079-1081
  • DOI: 10.1105/tpc.111.092049.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Active learning framework with iterative clustering for bioimage classification. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kutsuna, N.
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 3 ページ: 1032
  • DOI: 10.1038/ncomms2030.
  • 査読あり
• [学会発表] Correlation between DNA content and cell volume under DNA damage and auxin starvation (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, S.
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Dynamics analyses of RBMX responsible for chromosome cohesion and bioimage classification by CARTA (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, S.
  • 学会等名: 4-th France-Japan Joint Seminar
  • 発表場所: RIKEN Harima Institute / Spring-8 / SACLA
  • 年月日: 2013-01-09
  • 招待講演
• [学会発表] ライブセルイメージングによる細胞動態解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松永幸大
  • 学会等名: 日本女子大学バイオイメージングセンター第4回公開シンポジウム
  • 発表場所: 日本女子大学八十年館
  • 年月日: 2012-10-27
  • 招待講演
• [学会発表] DNA複製とゲノム倍加 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松永幸大
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学 姫路書写キャンパス
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] 生物画像の自動分類ソフトウェア「カルタ」の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松永幸大
  • 学会等名: 日本植物形態学会第24回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学 姫路書写キャンパス
  • 年月日: 2012-09-14
• [図書] New Insights on Plant Sex Chromosomes (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazama, Y.
  • 総ページ数: 21-34
  • 出版者: Nova Scientific Publisher
• [図書] Molecular Biology and Evolution of the Plant Genome (2012)
  • 著者名/発表者名: Takata, H.
  • 総ページ数: 33-44
  • 出版者: Springer Verlag
• [備考] 松永研究室
  • URL: http://www.rs.tus.ac.jp/sachi/