植物で多様化した逆行性キネシンの機能解析

植物中逆行驱动蛋白多样化的功能分析

• 批准号: 16J02796
• 负责人: 山田 萌恵
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J02796/
• 关键词: 微小管; キネシン; 分子モーター

微小管依存的な細胞内輸送は、モータータンパク質であるキネシンと細胞質ダイニンが協調して機能することで駆動される。しかし、陸上植物は細胞質ダイニン遺伝子群を進化の過程で失ったとされており、植物細胞内で両方向性の輸送がどのように遂行されているのかは不明であった。そこで、一歩だけならばマイナス端方向へ歩行する活性をもち、植物で重度に重複したキネシン－14遺伝子に焦点をあて、ヒメツリガネゴケを用いて解析を行うことで、植物ではキネシン－14がダイニンの機能を代替しているのではないかという仮説を検証した。本年度は、キネシン-14の一種であるKCHに着目して研究を遂行した。現在までにイネやシロイヌナズナを用いたKCHの機能解析は行われてきたが、高い遺伝子重複が問題となりその機能の全貌は不明であった。ヒメツリガネゴケを用いてKCHの局在解析、表現型解析を行ったところ、細胞の先端に局在すること、核の輸送と細胞伸長に寄与することが明らかとなった。また、複数のトランケーションコンストラクトを使用したレスキュー実験から、KCHのモータードメインのC末端側にある領域が、核輸送には必要ないものの細胞伸長には必須であることを見出した。このことは、KCHが核輸送と細胞伸長という異なる細胞内現象に寄与する多機能なキネシンであることを示唆している。これらの成果は論文としてまとめられ、The Plant Cell誌に発表された（Yamada and Goshima, 2018）。本年度を含むこれまでの研究によって、ヒメツリガネゴケに6種類存在するキネシン-14のうち、3種類がマイナス端方向性輸送モーターとして機能することが明らかとなった。本研究の結果が、独自に進化した植物の細胞内輸送機構の重要な知見となることが期待される。

Microtubule-dependent intracellular transport, microtubule-dependent intracellular transportシンとcytoplasmic ダイニンが coordination してfunction することで駆动される. Cytoplasm of land plants , the directional transport in plant cells is carried out by unknown means.そこで、一歩だけならばマイナスEnd direction へ歩行するACTIVE をもち、plant物で重に Repeatしたキネシン－14缝子にfocusをあて、ヒメツリガネゴケを Use いて to analyze を行うことで, plant ではキネシン－14がダイニンのfunctionをreplaces しているのではないかという仮说を検证した. This year, the research on KCH-14 is carried out. Now the function analysis of までにイネやシロイヌナズナを and いたKCHのきたが、高い伝子 Repeat がquestion となりそのfunction の无码は であった.ヒメツリガネゴケを Use the いてKCHのbureau in analysis, phenotype analysis を行ったところ, cells The apex is connected to the core, the nucleus is transported, and the cell is elongated.また, plural のトランケーションコンストラクトを use したレスキュー実験から, KCHのモータードメインのC terminal side にある domain が, nuclear transport には neccessary ないもののcell elongation には requisite であることを见出した.このことは, KCH がnuclear transport and cell elongation というdifferent なる intracellular phenomenon に发 and するmultifunctional なキネシンであることをshow している.これらの精品は精品としてまとめられ、The Plant Cell 志に発表された (Yamada and Goshima, 2018). This year there are 6 species of をむこれまでの research によって, ヒメツリガネゴケにするキネシン-1 4のうち, 3 types of がマイナス terminal directional conveying モーターとして function することが明らかとなった. The results of this study are based on the importance of the unique evolution of the intracellular transport mechanism of plants and their anticipation.

项目成果

五島研究室ホームページ

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Mitotic Spindle Assembly in Land Plants: Molecules and Mechanisms.

• DOI: 10.3390/biology6010006
• 发表时间: 2017-01-25
• 期刊: Biology
• 影响因子: 4.2
• 作者: Yamada M;Goshima G
• 通讯作者: Goshima G

Multiple kinesin-14 family members drive microtubule minus end-directed transport in plant cells.

• DOI: 10.1083/jcb.201610065
• 发表时间: 2017-06-05
• 期刊: The Journal of cell biology
• 作者: Yamada M;Tanaka-Takiguchi Y;Hayashi M;Nishina M;Goshima G
• 通讯作者: Goshima G

Imaging mitosis in the moss Physcomitrella patens.

对小立碗藓 (Physcomitrella patens) 苔藓的有丝分裂进行成像。

• DOI: 10.1007/978-1-4939-3542-0_17
• 发表时间: 2016
• 期刊: Methods Mol Biol.
• 作者: Yamada M;Miki T;Goshima G.
• 通讯作者: Goshima G.

Roles of kinesin-13 and kinesin-8 in plant cell growth and division

驱动蛋白 13 和驱动蛋白 8 在植物细胞生长和分裂中的作用

• 发表时间: 2018
• 作者: Moe Yamada;Shu Yao Leong;Gohta Goshima
• 通讯作者: Gohta Goshima