PPB非依存的な細胞分裂面制御を司る分子機構

控制PPB独立细胞分裂平面控制的分子机制

• 批准号: 22K15138
• 负责人: 山田 萌恵
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15138/
• 关键词: 細胞分裂面; ヒメツリガネゴケ; 細胞質分裂; 細胞分裂

細胞分裂で生じた娘細胞同士の位置関係が永続的に維持される植物では、細胞分裂面の制御は器官の形を決める上で決定的な意味を持つ。植物の細胞分裂においてはPPBと呼ばれる細胞表層の微小管束構造が分裂面制御において中心的な役割を担うと考えられて来た。一方、ヒメツリガネゴケの原糸体にはPPBが存在せず、分裂面決定の仕組みもあまりよく分かっていない。近年、シロイヌナズナの変異体解析からPPBに依存しない分裂面制御機構の存在が示唆された。このことはPPB非依存的な機構が植物の分裂面決定機構としてより根源的なものである可能性を示唆する。本研究では、細胞生物学的解析に秀でたヒメツリガネゴケとCRISPRによるゲノム編集技術を組み合わせ、網羅的に細胞分裂面制御因子を解析することで、植物が細胞分裂面を決定づける普遍的な分子機構の解明に挑む。ゲノム編集技術による遺伝子破壊操作によって候補因子の多重遺伝子破壊株を複数樹立した。中には細胞分裂面形成異常を想起させる興味深い表現型を示す個体もあった。これらがどう分裂面決定に関与しているのかは今のところ不明であるが、マーカータンパク質やトランケーションタンパク質、阻害剤等を使ったイメージング解析によって詳細な分子メカニズムの解明を目指す。また、シロイヌナズナ受精卵を用いたスクリーニングで同定された阻害剤の細胞分裂に関する効果検証も行った。中には細胞質分裂を特異的に阻害する薬剤もあり、見いだされた阻害剤はヒメツリガネゴケでも、シロイヌナズナで確認されたものと同様の効果を示すことが確認できた(Kimata et al., 2023. Life Sci Alliance) 。

在永久维持细胞分裂产生的子细胞之间位置关系的植物中，细胞分裂表面的调节对于确定器官的形状至关重要。在植物细胞的分裂中，人们认为细胞表面的微管（称为PPB）在有丝分裂表面调节中起着核心作用。另一方面，PPB不存在于猩红色苔藓的原型瘘中，并且确定分裂表面的机制尚不清楚。最近，拟南芥的突变分析表明存在非依赖PPB的有丝分裂表面调节机制。这表明，与确定植物的有丝分裂表面的机制可能更为基础。这项研究结合了使用CRISPR的基因组编辑技术，该技术在细胞生物学分析中表现出色，基因组编辑技术，并全面分析细胞分裂表面调节剂，并挑战阐明植物确定细胞分裂表面的通用分子机制。使用基因组编辑技术通过基因破坏操作确定了多个候选因子的多个基因破坏菌株。一些人表现出有趣的表型，让人联想到有丝分裂表面发育异常。目前尚不清楚它们如何参与确定分裂表面，但我们旨在使用标记蛋白，截断蛋白，抑制剂等成像分析来阐明详细的分子机制。我们还验证了使用育拟南芥卵在细胞分裂上鉴定出筛查中确定的抑制剂的有效性。一些药物特异性抑制了细胞因子，并且可以证实，窦苔藓中发现的抑制剂具有与拟南芥中确认的抑制作用（Kimata等，2023。LifeSci Alliance）。

项目成果

キネシン12によるフラグモプラストを介した細胞板形成機構

驱动蛋白12介导的成膜体介导的细胞板形成机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Kimata Yusuke;Yamada Moe;Murata Takashi;Kuwata Keiko;Sato Ayato;Suzuki Takamasa;Kurihara Daisuke;Hasebe Mitsuyasu;Higashiyama Tetsuya;Ueda Minako;山田萌恵
• 通讯作者: 山田萌恵

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