2015 Fiscal Year Annual Research Report
MAPキナーゼとM期キネシンによる細胞板構築の分子機構
Publicly Offered Research
| Project Area | Plant cell wall as information-processing system |
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| Project/Area Number |
15H01223
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
笹部 美知子 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (00454380)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 細胞質分裂 / 細胞板 / 細胞壁 / 微小管 / フラグモプラスト / キネシン / MAPキナーゼ / メンブラントラフィック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞壁は、細胞分裂の最後の過程である細胞質分裂において細胞板として形成される。我々は、細胞板の形成には植物固有のMAPキナーゼ（MAPK）カスケードが必須であること、このカスケードが細胞板形成時に微小管結合タンパク質の制御を介してフラグモプラストの動態を制御していることを明らかにしてきた。また、このカスケードの活性化因子であるNACK1キネシンは、MAPKカスケードの活性化だけでなく、モータータンパク質として細胞板成分の輸送にも関与している可能性を示唆するデータを得ている。
本年度は、特にこの点に着目し、 NACK1キネシンのモータータンパク質としての機能の検討と輸送因子の探索を行った。NACK1は細胞質分裂時にフラグモプラストの赤道面に局在することが明らかとなっているが、これまでに、小胞の形成を阻害するBFAの処理により、NACK1のフラグモプラスト赤道面への局在が阻害されることが明らかとなっている。このことから、NACK1のモーター活性には膜小胞が必要であると同時に、NACK1が何らかの膜小胞を細胞板に輸送している可能性が示唆されている。このことを検証するために、BY-2細胞を用いてNACK1ノックダウン株を作成し、このノックダウン株に種々の膜小胞マーカーを導入し、その挙動を解析した。この結果、細胞板形成時に細胞板に局在することが知られている5種類のSNAREタンパク質のうち、特定のSNAREのみ、NACK1の欠損によりその局在に影響が見られることがわかった。このことから、NACK1が、特定のSNAREにマークされる小胞の細胞板への輸送に関与していることが示唆された。今後、このSNARE遺伝子の変異体の解析及び、輸送タンパク質の特定を行って行く予定である。
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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
膜小胞マーカーを導入した複数の培養細胞株の樹立が順調に進み、細胞板形成に必須の因子であるNACK1キネシンが輸送する膜小胞に関係する分子の同定が順調に進んでいる。また、細胞板形成に関わるMAPキナーゼカスケードの新規標的分子についても、候補因子の同定も順次進んでいるので、研究はおおむね順調に進行していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
NACK1の欠損により細胞板部位への局在が阻害されるSNAREタンパク質について、遺伝学的解析を進め細胞板形成への関与の有無を検討する。また、生化学的な解析を行うことにより、このSNAREにマークされる膜小胞の実体を明らかにすると同時に輸送されているカーゴタンパク質を明らかにする。また、MAPKカスケードの下流因子について、最下流のMAPKによりリン酸化されるタンパク質について質量分析の専門家との共同研究を進め同定を目指す。同定できた候補因子については、樹立したマーカータンパク質発現培養細胞株における挙動を解析することや生化学的解析を通して、細胞板形成への関与を検証し、MAPKカスケードの下流で働く因子の全体像を明らかにすることを目指す。
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