【研究分野】植物分子生物・生理学

【研究領域課題番号】24657030 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

植物 / 生殖 / 花粉 / 有糸分裂 / タペート細胞 / イメージング / シロイヌナズナ / 葯 / 細胞分裂 / 細胞質分裂 / 染色体倍加 / ライブイメージング / 減数分裂 / 花粉母細胞 / GFP / チューブリン / 細胞周期 / RFP

【研究成果の概要】

タペート細胞は葯壁の最内層を構成し、発達中の花粉が必要とするさまざまな物質を供給する哺育細胞である。この細胞の特徴は核を2個ずつ持つことである。我々はシロイヌナズナを用いたライブイメージングに取り組み、この二核化は葯内のタペート細胞で同調的に進行することを明らかにした。このとき前期前微小管束や隔膜形成体が正常に形成されておらず、これが有糸分裂は進行するのに細胞質分裂が起こらない原因であると推定した。一方、葯の発達後期では、タペート細胞はその崩壊に先立ってプロトプラスト化し、葯室内に潜り込むことがわかった。全ての花粉に均一にポレンコートを形成するのに寄与していると推定される。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】22247031 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞分裂 / 細胞質分裂 / 収縮環 / アクチン / ミオシン / 細胞 / タンパク質 / 微細構造 / 生体分子 / シグナル伝達 / 電子顕微鏡 / 細胞周期 / 細胞運動

【研究成果の概要】

細胞質分裂は収縮環の収縮によって細胞が中央部からくびり切れることによりおこる。私は分裂酵母の収縮環ー細胞膜複合体（細胞ゴースト）を単離し、ATPを加えて収縮環を人為的に収縮させることに初めて成功した。この実験系を用い、アクチンの脱重合は収縮そのものには必須ではないことなどいくつかの性質を明らかにできた。また収縮環形成の際のアクチンの分裂位置への集合にはミオシンVが関与していることが示唆された。ウニ卵の分裂溝にアクチン重合を促進するuDiaがアクチンと共存することも示した。さらにカエル卵抽出液を人工脂質膜に封入することにより、脂質膜小胞中でアクチンの流れが起こることを見いだした。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2010-04-01 - 2015-03-31

【配分額】39,910千円 (直接経費: 30,700千円、間接経費: 9,210千円)

【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】21570199 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞質分裂 / アクチン / ミオシン / 細胞分裂 / 細胞性粘菌 / メカノセンシング

【研究成果の概要】

細胞は自分の形をモニターしており、変形し過ぎた場合にはそれを戻すようなフィードバック機構があるに相違ない。このような機構が細胞の形態を維持し、細胞質を等分に分割することを補償するシステムではないかと考え、本研究ではこの分子機構を解明することを目的として行なった。メカノセンサーとしてアクチン繊維が機能していること, PTEN,ミオシンが関与することが分かった。これらの異常は最終的に細胞質異常を引き起こす結果となった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】動物発生・生理学

【研究領域課題番号】61304008 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

卵成熟 / 成熟促進因子 / 付活 / 細胞質分裂 / 紡錘体 / 染色体運動 / アクチン / 減数分裂 / 卵成熟促進因子 / 人工受精 / カルシウム / 分裂装置 / 細胞分裂 / 核分裂 / 発生開始 / 細胞周期

【研究成果の概要】

1.卵成熟・発生開始の機構:
(1)Ca緩衝液やイノシトール三燐酸の細胞内注入により、マウスの未受精卵を付活させることができ、15μM以上の細胞内Ca濃度で、減数分裂が再開・完了することがわかった。
(2)成熟促進因子(MPF)は燐酸化で活性化されたタンパク質であるという説に否定的な結果を得た。ヒトデの成熟卵から成熟を誘起するmRNAを得た。これにはサイクリンと相同な塩基配列が存在した。
(3)カエル卵の減数分裂に伴うMPFの出現は卵核胞に依存しない。卵核胞のない卵でみられるMPFの出現は、表面収縮波の出現・卵の「かたさ」の上昇と同期した。
(4)人工付活の際にゼノパス卵で見られるCa波と同じものが、卵の受精の際にも検出された。
(5)人工付活ヒトデ卵の中心粒が紡錘体形成に関わるときの動きを調べた。
(6)細胞周期の開始に関わる卵前核の役割を示唆された。
2.染色体運動の機構:
(1)後期染色体運動にはATPが必要であることを、生細胞への顕微注射により確認した。
(2)染色体運動の原動力は、染色体に近接した半紡錘体中に局在することがわかった。
(3)誘導された半紡錘体についての観察から、中心体・星状体は、紡錘体形成には必要だが、後期染色体運動には必要でないことが示唆された。
3.細胞質分裂の機構:
(1)テトラヒメナのアクチン遺伝子を同定し、アクチンのアミノ酸配列を推定した。従来のアクチンとは75%相同で、生化学的性質も異なるが、生物学的機能は同一であった。
(2)両生類卵で分裂溝形成の準備が完了するのは、離層が表層に達した時であることがわかった。
(3)アクチン繊維に結合するウニ卵の調節タンパク(スペクトリン・20K蛋白・100K蛋白・255K蛋白・45K蛋白・デパクチン)の特性がわかった。分裂溝を単離し、その収縮を誘導することに成功した。
(4)分裂周期に伴うCa^<2+>の変化を調べた。

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1986 - 1988

【配分額】11,400千円 (直接経費: 11,400千円)