重力による表層微小管の配向調節機構

重力调节表面微管方向的机制

• 批准号: 18770047
• 负责人: 曽我 康一
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18770047/
• 关键词: 重力; 成長方向; 表層微小管配向; チューブリン; 微小管結合タンパク質

重力による微小管の配向調節機構を明らかにするために,シロイヌナズナおよびアズキ芽生えを遠心過重力環境下で生育させ,微小管の構築と機能に関わるタンパク質のレベルと,それらを改変した突然変異体の重力に対する反応性を解析した。まず,微小管原繊維の構成単位であるα-チューブリン(TUA1〜TUA6)およびβ-チュ-ブリン(TUB1〜TUB9)の遺伝子発現に対する重力の影響を調べたところ,程度の差はあるもののすべての遺伝子の発現が重力の大きさが大きくなるにつれて増加した。また,γ-チューブリン遺伝子の発現は過重力により一過的に増加した。次に,様々な微小管結合タンパク質の発現を解析したところ,MAP65,MOR1,SPR1,SPR2の発現が過重力により減少した。ところが,微小管切断活性を持つカタニンの遺伝子発現は過重力により一過的に増加した。また,これらの微小管関連タンパク質のレベルも基本的に遺伝子発現と同様のパターンを示した。以上のことから,微小管の構築と機能に関わる多くのタンパク質のレベルが重力により制御されていることが示された。特に,γ-チューブリンおよびカタニンのレベルは,微小管の配向変化に先立って速やかにかつ-過的に増加したことから,重力による微小管の配向調節において重要な役割を担っていると考えられる。次に,α-チューブリン,β-チューブリン,MOR1,SPR1,SPR2,MAP65およびカタニンの変異体の過重力に対する反応性を解析した。その結果,SPR1の変異体以外では,過重力による形態の変化は見られなかった。また,重力による微小管の配向の変化も観察されなかった。したがって,これらの微小管関連タンパク質は,過重力による微小管の配合を介した形態変化に関与していると考えられる。以上のように,微小管の構築と機能に関わる多くのタンパク質が,重力による微小管配向の調節に関与している可能性が示された。

为了阐明微管对重力的定向调节机制，拟南芥和阿祖基芽芽在离心高度加重环境下生长，以及涉及微管构建和功能的蛋白质水平，以及使它们变为重力的突变体的反应性。首先，我们研究了重力对α-微管蛋白（TUA1-TUA6）和β-微管蛋白（TUB1-TUB9）的基因表达的影响，它们是微管纤维的结构单位，尽管程度上存在差异，但所有基因的表达都随着严重程度的增加而增加。此外，由于高度增长，γ-微管蛋白基因的表达瞬时增加。接下来，分析了各种微管结合蛋白的表达，并由于超硬度而降低了MAP65，MOR1，SPR1和SPR2的表达。但是，具有微管裂解活性的稳定蛋白的基因表达因高度增强而瞬时增加。这些微管相关蛋白的水平也表现出与基因表达的根本相似的模式。从以上表明，与微管结构和功能有关的许多蛋白质的水平受重力控制。特别是，在微管变化之前，γ-微管蛋白和稳定蛋白的水平迅速和过度增加，因此被认为在由于重力引起的微管的方向调节中起重要作用。接下来，分析了α-微管蛋白，β-微管蛋白，MOR1，SPR1，SPR2，MAP65和稳定蛋白突变体对超重力的反应性。结果，除了SPR1突变体外，没有观察到由于超重力引起的形态变化。此外，没有观察到由于重力引起的微管方向的变化。因此，这些微管相关的蛋白被认为与由于高度造成的微管的制定，与形态变化有关。如上所述，已经表明，许多参与微管结构和功能的蛋白可能参与通过重力调节微管方向。

项目成果

Effects of hypergravity on expression of XTH genes in azuki bean epicotyls

• DOI: 10.1111/j.1399-3054.2007.00949.x
• 发表时间: 2007-10-01
• 期刊: PHYSIOLOGIA PLANTARUM
• 影响因子: 6.4
• 作者: Soga, Kouichi;Wakabayashi, Kazuyuki;Hoson, Takayuki
• 通讯作者: Hoson, Takayuki

Hypergravity induces reorientation of cortical microtubules and modifies growth anisotropy in azuki bean enicotyls

超重力诱导皮质微管重新定向并改变小豆叶的生长各向异性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Planta 224・6
• 作者: 上田晴子;白川一;西山千晶;嶋田知生;高橋卓;西村いくこ;Soga K.
• 通讯作者: Soga K.

重力によるアズキ上胚軸の表層微小管の配向変化はγ-チューブリン複合体のレベルの増加による

重力引起的小豆上胚轴表面微管方向的变化是由于γ-微管蛋白复合物水平增加所致

• 发表时间: 2007
• 作者: 上田晴子;白川一;西山千晶;嶋田知生;高橋卓;西村いくこ;Soga K.;曽我康一
• 通讯作者: 曽我康一

Up-regulation of expression of tubulin gens and roles of microtubules in hypergravity-induced growth modification in Arabidopsis hypocotyls.

拟南芥下胚轴微管蛋白基因表达的上调和微管在超重力诱导的生长改变中的作用。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Advances in Space Research 39
• 作者: Terauchi K.;Asakura T.;Ueda H.;Tamura T.;Tamura K.;Matsumoto I.;Misaka T.;Hara-Nishimura I.;Abe K.;Matsumoto S.
• 通讯作者: Matsumoto S.

Modifications of xyloglucan metabolism in azuki bean epicotyls under hypergravity conditions

超重力条件下小豆上胚轴木葡聚糖代谢的改变

• 发表时间: 2007
• 期刊: Adv Space Res 39
• 作者: Soga K;Arai K;Wakabayashi K;Kamisaka S;Hoson T
• 通讯作者: Hoson T