タイ類ゼニゴケにおけるエンドソーム－葉緑体間の膜交通制御機構の解析

苔类内体与叶绿体之间的膜交通控制机制分析

• 批准号: 14J09224
• 负责人: 金澤 建彦
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J09224/
• 关键词: 膜交通; SNARE; ゼニゴケ; オルガネラ; ライブセルイメージング; 細胞膜; 分泌輸送; エキソサイトーシス; ホスホイノシチド; 葉緑体; RAB GTPase; ARA6; ライブイメージング; Rab GTPase

膜交通経路およびオルガネラの新規獲得・多様化について新たな知見を得ることを目的とし、当該年度は、植物の陸上化に伴い多様化したと考えられている分泌/エキソサイトーシス経路とその制御因子、特にSYP1メンバーについて注目し、解析を行った。SYP1は主に細胞膜に局在し、細胞膜と分泌小胞の融合の実行因子として機能している。これまでの比較ゲノム解析から植物の陸上化に伴い、SYP1パラログ数の増加がみられ、車軸藻類の一種Klebsormidiumでは1遺伝子だが、ゼニゴケでは4遺伝子、シロイヌナズナでは9遺伝子存在する。ゼニゴケの4つのSYP1メンバーすべてを蛍光タンパク質融合のコンストラクトを用いて可視化し、局在観察を行ったところ、細胞膜に加え、細胞種特異的なオルガネラ・細胞内構造に局在することが明らかになった。また、この特異的な輸送制御についてプロモーター交換実験等により調べたところ、細胞種特異的に一過的な細胞状態変化に応じ、遺伝子の発現制御と輸送の方向の切替えが起こることで、特定のオルガネラ・細胞内構造への輸送が制御されていることが明らかになった。これまでに報告されている他の陸上植物に特異的な細胞内構造・オルガネラについての知見と本研究で得られた知見を比較・統合した結果、既存の輸送経路を新規の細胞内構造・オルガネラ方向に転用していることが考えられた。陸上植物の共通祖先は、新規オルガネラ/細胞内構造獲得のストラテジーの1つとして、細胞種特異的・細胞状態特異的に既存の膜交通経路を異なるオルガネラへの輸送に転用させることで、オルガネラの獲得とそれに伴う新規膜交通経路の獲得を行ったことが強く示唆された。

为了获得有关膜运输途径以及细胞器的新获取和多样化的新知识，今年我们重点关注分泌/胞吐途径及其调节因素，这些因素被认为随着植物成为陆生植物而多样化。特别是 SYP1 成员。 SYP1主要定位于细胞膜，作为细胞膜与分泌囊泡融合的执行因子。迄今为止的比较基因组分析表明，随着植物变成陆生植物，SYP1 旁系同源物的数量有所增加，克雷布索植物（一种轮藻植物）有一个基因，但地钱有四个基因，而拟南芥有九个基因。使用荧光蛋白融合构建体对地钱的所有四个 SYP1 成员进行可视化和定位，结果表明，除了细胞膜外，它们还定位于细胞类型特异性细胞器和细胞内结构中。此外，我们通过启动子交换实验等研究了这种特定的转运控制，并发现基因表达控制和转运方向转换以细胞类型特异性的方式响应瞬时细胞状态变化而发生。细胞器和细胞内结构受到调节。通过将本研究中获得的知识与迄今为止报道的其他陆地植物特有的细胞内结构和细胞器的知识进行比较和整合，可以将现有的运输路线构建成新的细胞内结构和细胞器。以为是偏向了方向。陆地植物的共同祖先具有通过转移现有的膜运输路线以以细胞类型特异性和细胞状态特异性的方式运输不同细胞器来获得新的细胞器/细胞内结构的策略，这强烈表明新的膜运输路线的获得。伴随着新的膜交通路线的收购。

项目成果

植物のオルガネラ獲得のストラテジー

获取植物细胞器的策略

• 发表时间: 2017
• 作者: 金澤建彦;森中初音;海老根一生;法月拓也;南野尚紀;西浜竜一;河内孝之;中野明彦;上田貴志;金澤建彦
• 通讯作者: 金澤建彦

膜交通経路の多様化・新規獲得機構

膜交通路线多样化和获取新路线的机制

• 发表时间: 2015
• 作者: 金澤建彦;恵良厚子;南野尚紀;鹿野悠;藤本優;植村知博;西浜竜一;大和勝幸;石崎公庸;西山智明;河内孝之;中野明彦;上田貴志;Takehiko Kanazawa;金澤建彦
• 通讯作者: 金澤建彦

ゼニゴケSNAREに観る膜交通経路の共通性と特異性

在地钱陷阱中观察到的膜交通路线的共性和独特性

• 发表时间: 2015
• 作者: 金澤建彦，恵良厚子，南野尚紀，森中初音，法月拓也，藤本優，植村知博，西浜竜一，大和勝幸，石崎公庸，西山智明，河内孝之，中野明彦;上田貴志;金澤建彦
• 通讯作者: 金澤建彦

Comprehensive analysis of SNARE molecules in the liverwort, Marchantia polymorpha

地钱地钱中SNARE分子的综合分析

• 发表时间: 2014
• 作者: Takehiko Kanazawa;Naoki Minamino;Atsuko Era;Masaru Fujimoto;Kimitsune Ishizaki;Ryuichi Nishihama;Takayuki Kohchi;Akihiko Nakano;and Takashi Ueda
• 通讯作者: and Takashi Ueda

ゼニゴケのSNARE分子から観る膜融合装置の保存性と多様性

从地钱的 SNARE 分子看膜融合装置的保守性和多样性

• 发表时间: 2015
• 作者: 金澤建彦;恵良厚子;南野尚紀;鹿野悠;藤本優;植村知博;西浜竜一;大和勝幸;石崎公庸;西山智明;河内孝之;中野明彦;上田貴志
• 通讯作者: 上田貴志