2022 Fiscal Year Annual Research Report
ゼニゴケ油体をモデルとしたオルガネラ周期の証明と中心因子の同定
| Project Area | Intrinsic periodicity of cellular systems and its modulation as the driving force behind plant development |
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| Project/Area Number |
19H05675
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
上田 貴志 基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 教授 (10311333)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 洋平 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 助教 (00724444)
河内 孝之 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (40202056)
金澤 建彦 基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 助教 (60802783)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | ゼニゴケ / 油体 / 油体周期 / 分泌経路 / 膜交通 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
油体周期の発振機構に迫るべく、油体形成パターンや油体形態が異常になる変異体の単離と解析を進めた。まず油体細胞の数が減少する変異体について原因遺伝子の探索を行い、グルタレドキシンをコードする遺伝子の発現上昇が油体細胞数の減少を引き起こすことを突き止めた。同様の影響が複数のアリルで観察されることから、グルタレドキシンによる酸化還元状態の制御が、油体細胞分化のマスター制御因子であるERF13の発現調節につながる可能性がある。
野生型のゼニゴケでは凹凸のある複雑な形を呈する油体が、真球に近い形になる複数の変異体の解析も進めた。そのうちの一つは、ゴルジ体からの逆行輸送に関わるCOPI被覆複合体のサブユニット（MpSEC28）をコードする遺伝子の機能が失われており、COPIの他のサブユニットのノックダウンも油体形態に同様の影響を与えたことから、油体の正常な形成にゴルジ体を経由する分泌経路が重要な役割を果たしていることが示された。類似の表現型を示すspherical oil body 1 (sho1) 変異体についても解析を進め、この変異がS10ファミリーに分類されるセリンカルボキシペプチダーゼ様（SCPL）タンパク質の欠失によることを突き止めた。MpSHO1の細胞内局在を調べたところ、液胞への局在が強く示唆されたことから、油体形成と液胞機能には、何らかの未知の関連があると考えられる。
ゼニゴケのオルガネラ機能とその制御に関連し、精子変態時のオルガネラ再編成の様子を詳細に記述するとともに、その仕組みの解析も進めた。精子変態時のオルガネラ再編成にオートファジーが必須の役割を担うことを明らかにするとともに、エンドサイトーシス経路で膜タンパク質の分解に関わるESCRT複合体の機能が正常な精子変態に必須であることも明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
単一核トランスクリプトーム解析の条件設定に遅れはあるものの、研究全体としては概ね計画通りに進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
オルガネラや細胞の周期的な振る舞いとその分子機構を明らかにするべく引き続き研究を推進する。油体細胞の一細胞トランスクリプトーム解析を進めるとともに、油体形成が異常になる変異体の解析や、シロイヌナズナのオルガネラ機能発現機構の解析を並行して進める。
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Research Products
(37 results)
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[Journal Article] Vacuoles2023
Author(s)
Ebine Kazuo、Ueda Takashi
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Journal Title
Encyclopedia of Cell Biology, Second Edition
Volume: 2
Pages: 426～434
DOI
Peer Reviewed
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