植物のリン酸化による微小管維持機構の解析

植物磷酸化微管维持机制分析

基本信息

批准号：
10J08824
负责人：
藤田智史
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

植物において、微小管は細胞の形の決定や増殖といった細胞の基本的性質に重要な役割を果たす。そのため、微小管ネットワークの形成・維持機構を明らかにすることは基本的な形作りや環境応答など、植物の生存戦略を理解する上で重要である。本研究室では、特に微小管ネットワークの維持機構を明らかにするため、微小管脱重合剤propyzamideに高感受性を示す変異体であるphs1-1 (propyzamide hypersensitive 1)を単離した(Naoi and Hashimoto. 2004)。本研究はPHS1と微小管の関係を生化学的・細胞生物学的手法により明らかにすることが目的である。昨年度は、1)PHS1が自己リン酸化活性をもったkinase domainも持つこと、2)kinase domainは間期微小管を不安定化し、この効果にはkinase活性が必要であること、3)phosphatase domainはkinase domainの効果を抑えること、を明らかにした。本年度は、PHS1経路の更なる理解を深めるために以下二点の実験を行った。第一点は基質の同定である。これまでに本研究で得られた結果から微小管関連タンパク質がPHS1のkinase domainの基質である可能性が考えられた。そこでシロイヌナズナ培養細胞から精製した微小管関連画分にPHS1 kinase domainを加え、反応させたところ基質と考えられるバンドを同定した。現在、質量分析によりこのバンドの解析を行っている。第二点目としては、PHS1活性化シグナルの同定への試みである。現在微小管に影響を与えると報告されているストレスや、微小管が大きく変化する細胞周期などのシグナル系を検討している。この研究をさらに進めることにより、微小管の脱重合を促すシグナル伝達系が明らかになるものと考えている。

在植物中，微管在基本细胞特性（例如确定细胞形状和增殖）中发挥着重要作用。因此，阐明微管网络的形成和维持机制对于理解植物生存策略（例如基本形成和环境响应）具有重要意义。在我们的实验室中，我们分离出了对微管解聚剂丙吡酰胺高度敏感的突变体phs1-1（propyzamide hypersensitive 1），以阐明微管网络的维持机制（Naoi and Hashimoto 2004）。本研究的目的是利用生化和细胞生物学方法阐明PHS1与微管之间的关系。去年，我们了解到 1) PHS1 也具有一个具有自磷酸化活性的激酶结构域，2) 激酶结构域会破坏间期微管的稳定性，而这种作用需要激酶活性，3) 磷酸酶结构域显示它会抑制激酶结构域的作用。。今年，我们进行了以下两个实验来进一步了解PHS1通路。第一点是基材的识别。本研究迄今为止获得的结果表明微管相关蛋白可能是 PHS1 激酶结构域的底物。因此，当将PHS1激酶结构域添加到从培养的拟南芥细胞纯化的微管相关级分中并反应时，鉴定出被认为是底物的条带。我们目前正在使用质谱分析该谱带。第二点是尝试识别PHS1激活信号。我们目前正在研究压力，据报道压力会影响微管，以及细胞周期中微管发生重大变化的信号系统。我们相信这项研究的进一步进展将揭示促进微管解聚的信号转导系统。