NAIST 奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス領域

研究室・教員

植物細胞機能 (橋本研究室)

バイオ 情報生命 バイオナノ データ

橋本隆教授の顔写真
教授
橋本 隆
助教
加藤 壮英、 小牧 伸一郎
Email
{ hasimoto, t-kato, shini-komaki }@bs.naist.jp
研究室HP
https://bsw3.naist.jp/hashimoto/

研究・教育の概要

植物細胞骨格が担う細胞の形態形成、外界ストレスに応答するシグナル伝達系についてシロイヌナズナ、ゼニゴケ、緑藻の変異株や形質転換体を有効に利用して、基礎から応用技術に至る広範囲の研究を推進しています。

主な研究テーマ

乾燥・塩ストレスのシグナル伝達機構

陸上植物や緑藻類は乾燥ストレスや高塩ストレスなどの変動する環境ストレスに常時さらされ、これら外界環境変動を感知し、細胞レベルや個体レベルで適応する能力を進化させてきました。変動する外界ストレスがタンパク質リン酸化酵素、タンパク質脱リン酸化酵素、細胞骨格構成因子修飾酵素などのたんぱく質のリン酸化リレーを介して、細胞骨格を再編成させる環境適応戦略の分子機構を藻類、コケ類、シロイヌナズナなどを用いて研究します。

植物細胞の形づくりとその意義

植物細胞は細長い円柱状(根、茎などの軸器官の表皮細胞)やジグソーパズル様(葉の表皮細胞)などの多様な形態をとる。複雑な細胞形状がどのような分子機構により形成されるのか、また、そのような細胞形に生物学的利点はあるのか、について研究します。シロイヌナズナの細胞形状が異常な変異株を用いて、細胞骨格の役割を中心に細胞の形づくりを調べます。また、細胞にかかる機械ストレスを測定し、細胞形状がもたらす物理的ストレスパターンと形状安定性を調べます。

(図1) 環境ストレスに応答した微小管細胞骨格の再編制御
(図1) 環境ストレスに応答した微小管細胞骨格の再編制御
(図2) 植物の生長、環境変化に応答した微小管細胞骨格の再編と細胞形態の制御
(図2) 植物の生長、環境変化に応答した微小管細胞骨格の再編と細胞形態の制御
(図3) 微小管細胞骨格は葉表皮細胞に見られるジグソーパズル様の複雑な細胞形状を作り出す。
(図3) 微小管細胞骨格は葉表皮細胞に見られるジグソーパズル様の複雑な細胞形状を作り出す。

主な発表論文・著作

  1. Wong et al. Plant Physiol. 181 1535-1551, 2019
  2. Yagi et al. J. Cell Sci., 131, jcs203778. 2018
  3. Hotta et al., Plant Physiol. 170, 1189-1205, 2016
  4. Hashimoto, The Arabidopsis Book, 13, e0179, 2015
  5. Kato et al., Plant Physiol., 166, 2195-2204, 2014
  6. Hamada et al., Plant Physiol., 163, 1804-1816, 2013
  7. Fujita et al., Curr Biol., 23, 1969-1978, 2013
  8. Nakamura et al., Nature Cell Biol., 12, 1064-1070, 2010
  9. Komaki et al., J. Cell Sci., 123, 451-459, 2010
  10. Nakamura and Hashimoto, J. Cell Sci., 122, 2208-2217, 2009
  11. Yao et al., J. Cell Sci., 121, 2372-2381, 2008
  12. Ishida et al., Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 104, 8544-8549, 2007
  13. Nakajima et al., Plant Cell, 16, 1178-1190, 2004
  14. Naoi and Hashimoto, Plant Cell, 16, 1841-1853, 2004
  15. Thitamadee et al., Nature, 417, 193-196, 2002