植物エンドサイトーシスの細胞膜切断を担う分子装置の同定とその育種利用

植物内吞作用中负责细胞膜裂解的分子装置的鉴定及其在育种中的应用

• 批准号: 10J08869
• 负责人: 藤本 優
• 金额: $ 1.79万
• 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: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J08869/
• 关键词: ダイナミン様タンパク質; エンドサイトーシス; シロイヌナズナ; 超解像イメージング; SCLIM; 構造化照明法; 全反射照明蛍光顕微鏡法; クラスリン

昨年度までの研究成果により,陸上植物のエンドサイトーシス小胞形成においては,DRP1,DRP2という分子構造の異なる二種類のダイナミン様タンパク質が,細胞質側に陥入したピット様構造の根元に,直径60nmほどのリング状構造に重合し,次第にその直径を狭めていくことで最終的に細胞膜の切断を実行することを明らかにした.さらに,これらの重合には,方向性が存在することを発見した.これらの成果は,実際の生きた細胞内における細胞膜切断装置の微細構造や特性,そして作動メカニズムを初めて明らかにした研究であり,細胞生物学分野において,大変重要な価値を持つと考えられる.これらの知見を踏まえ,今年度はまずDRP1およびDRP2が,同一のリング状構造に重合するか否かを明らかにするため,両者の細胞膜上における詳細な局在パターンを比較した.この解析には,理化学研究所中野生体膜研究室で開発された多色での超解像観察が可能な共焦点レーザー顕微鏡(Super-resolution Confocal Live Imaging Microscope : SCLIM)を用いた.その結果,細胞膜上における両者のリング状シグナルはよく一致することが明らかになった.さらに,共免疫沈降法を用いて,DRP1とDRP2の分子間相互作用を解析すると,両者は細胞内において結合していることが分かった.これらの結果から,DRP1とDRP2は同一のリング状構造に重合することが示唆された.これまでに異なる分子種のダイナミン様タンパク質が同一の構造体に重合することを示した報告例はなく,これらの成果は,当該分野におけるこれまでの常識を覆す報告であり,大変重要な発見だと考えられる.

根据去年的研究结果，陆地植物内吞囊泡的形成过程中，在细胞质内陷的凹坑状结构的底部形成了两种不同分子结构的动力蛋白DRP1和DRP2。直径为 60 nm 的莫德诺磷。它们聚合成环状结构并逐渐缩小其直径，最终切割细胞膜。此外，他们发现这些聚合存在方向性，结果是在实际活细胞中形成了细胞膜切割装置。这是首次阐明DRP1和DRP2的精细结构、性质和操作机制的研究，被认为在细胞生物学领域具有巨大的价值。基于这些发现，今年我们将首先研究聚合成的环状结构我们比较了两者在细胞膜上的详细定位模式，以澄清它们是否存在。在这项分析中，我们使用了 RIKEN 野生体膜实验室开发的多色超分辨率观察技术（超级共聚焦激光显微镜）。 -分辨率）可能共焦实时成像显微镜：结果显示两者在细胞膜上的环形信号匹配良好。此外，利用免疫共沉淀分析了DRP1和DRP2之间的分子相互作用，发现两者在细胞内结合。这些结果，D有人认为RP1和DRP2聚合成相同的环状结构。迄今为止，还没有报道表明不同分子种类的动力样蛋白聚合成相同的结构，这些结果表明该报告颠覆了传统观点在该领域被认为是一个非常重要的发现。

项目成果

超解像イメージングで観る植物細胞のエンドサイトーシス小胞形成

用超分辨率成像观察植物细胞内吞囊泡的形成

• 发表时间: 2011
• 作者: 藤本優; 中野明彦; 上田貴志
• 通讯作者: 上田貴志

シロイヌナズナダイナミン様タンパク質DRP2BとDRP1Aはエンドサイトーシス時のクラスリン被覆小胞形成に関与する

拟南芥动力样蛋白 DRP2B 和 DRP1A 参与胞吞过程中网格蛋白包被的囊泡形成

• 发表时间: 2010
• 作者: 藤本優; 有村慎一; 上田貴志; 高梨秀樹; 林嘉禾; 中野明彦; 堤伸浩
• 通讯作者: 堤伸浩

Arabidopsis RABA1 GTPases are involved in transport between the trans-Golgi network and the plasma membrane, and are required for salinity stress tolerance.

拟南芥 RABA1 GTP 酶参与跨高尔基体网络和质膜之间的运输，并且是盐度胁迫耐受性所必需的。

• DOI: 10.1111/tpj.12023
• 发表时间: 2013
• 作者: Rin Asaoka; Tomohiro Uemura; Jun Ito; Masaru Fujimoto; Emi Ito; Takashi Ueda; Akihiko Nakano
• 通讯作者: Akihiko Nakano

A membrane trafficking pathway regulated by the plant-specific RAB GTPase ARA6

由植物特异性 RAB GTPase ARA6 调节的膜运输途径

• DOI: 10.1038/ncb2270
• 发表时间: 2011
• 作者: Ebine K; Fujimoto M; Okatani Y; Nishiyama T; Gob T; Ito E; Dainobu T; Nishitani A; Uemura T; Sato MH; Thordal
• 通讯作者: Thordal

Dynamic behavior of clathrin in Arabidopsis thaliana unveiled by live imaging

通过实时成像揭示拟南芥中网格蛋白的动态行为

• DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04782.x
• 发表时间: 2012
• 影响因子: 7.2
• 作者: Ito E; Fujimoto M; Ebine K; Uemura T; Ueda T; Nakano A
• 通讯作者: Nakano A