富永　基樹 (トミナガ　モトキ)

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所属

教育・総合科学学術院 教育学部

職名

准教授
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学内研究所等 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 　
    -
    2000年

    姫路工業大学   理学研究科   生命科学専攻  

  • 　
    -
    1995年

    姫路工業大学   理学部   生命科学科  

  • 　
    -
    1995年

    姫路工業大学   理学部   生命科学科  

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学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 姫路工業大学   理学（博士）

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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2017年04月
    -
    　

    早稲田大学   教育・総合科学学術院   准教授

  • 2014年09月
    -
    2017年03月

    早稲田大学   教育・総合科学学術院   専任講師

  • 2011年10月
    -
    2015年03月

    科学技術振興機構   さきがけ   さきがけ研究者 兼任

  • 2011年10月
    -
    2015年03月

    科学技術振興機構   さきがけ   さきがけ研究者 兼任

  • 2012年09月
    -
    2014年09月

    理化学研究所   きぼう船内実験チーム   兼務

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

  • 　
    　
    　

    日本植物学会

  • 　
    　
    　

    日本植物生理学会

  • 　
    　
    　

    日本細胞生物学会

  • 　
    　
    　

    日本生物物理学会

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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

  • 植物分子、生理科学

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研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

  • 分子生物学

  • 植物生理学

  • 細胞生物学

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • Heterologous transformation of Camelina sativa with high-speed chimeric myosin XI-2 promotes plant growth and leads toincreased seed yield.

    Zhongrui Duan, Kohji Ito, Motoki Tominaga

    Plant Biotechnology   37   253 - 259  2020年09月  [査読有り]  [招待有り]

  • Characterization of ancestral myosin XI from Marchantia polymorpha by heterologous expression in Arabidopsis thaliana.

    Zhongrui Duan, Misato Tanaka, Takehiko Kanazawa, Takeshi Haraguchi, AkikoTakyu, Atsuko Era, Takashi Ueda, Kohji Ito, Motoki Tominaga

    The Plant Journal   104   460 - 473  2020年07月  [査読有り]  [招待有り]

  • Diversity of Plant Actin–Myosin Systems

    Takeshi Haraguchi, Zhongrui Duan, Masanori Tamanaha, Kohji Ito, MotokiTominaga

    Springer Book "The Cytoskeleton Diverse Roles in a Plant’s Life"   24   49 - 61  2019年12月  [査読有り]  [招待有り]

  • Functional Diversity of Class XI Myosins in Arabidopsis thaliana.

    Takeshi Haraguchi, Kohji Ito, Zhongrui Duan, Sarula, Kento Takahashi, Yuno Shibuya, Nanako Hagino, Yuko Miyatake, Akihiko Nakano, Motoki Tominaga

    Plant Cell Physiol.   59   2268 - 2277  2018年11月  [査読有り]  [招待有り]

  • Measurement of enzymatic and motile activities of Arabidopsis myosins by using Arabidopsis actins

    Sa Rula, Takahiro Suwa, Saku T. Kijima, Takeshi Haraguchi, Shinryu Wakatsuki, Naruki Sato, Zhongrui Duan, Motoki Tominaga, Taro Q.P. Uyeda, Kohji Ito

    Biochemical and Biophysical Research Communications   495 ( 3 ) 2145 - 2151  2018年01月  [招待有り]

    　概要を見る

    There are two classes of myosin, XI and VIII, in higher plants. Myosin XI moves actin filaments at high speed and its enzyme activity is also very high. In contrast, myosin VIII moves actin filaments very slowly with very low enzyme activity. Because most of these enzymatic and motile activities were measured using animal skeletal muscle α-actin, but not plant actin, they would not accurately reflect the actual activities in plant cells. We thus measured enzymatic and motile activities of the motor domains of two Arabidopsis myosin XI isoforms (MYA2, XI-B), and one Arabidopsis myosin VIII isoform (ATM1), by using three Arabidopsis actin isoforms (ACT1, ACT2, and ACT7). The measured activities were different from those measured by using muscle actin. Moreover, Arabidopsis myosins showed different enzymatic and motile activities when using different Arabidopsis actin isoforms. Our results suggest that plant actin should be used for measuring enzymatic and motile activities of plant myosins and that different actin isoforms in plant cells might function as different tracks along which affinities and velocities of each myosin isoform are modulated.

    DOI PubMed

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書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】

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Misc 【 表示 ／ 非表示 】

  • The molecular mechanism and physiological role of cytoplasmic streaming

    Motoki Tominaga, Kohji Ito

    CURRENT OPINION IN PLANT BIOLOGY   27   104 - 110  2015年10月

    書評論文，書評，文献紹介等  

    　概要を見る

    Cytoplasmic streaming occurs widely in plants ranging from algae to angiosperms. However, the molecular mechanism and physiological role of cytoplasmic streaming have long remained unelucidated. Recent molecular genetic approaches have identified specific myosin members (XI-2 and XI-K as major and XI-1, XI-B, and XI-I as minor motive forces) for the generation of cytoplasmic streaming among 13 myosin XIs in Arabidopsis thaliana. Simultaneous knockout of these myosin XI members led to a reduced velocity of cytoplasmic streaming and marked defects of plant development. Furthermore, the artificial modifications of myosin XI-2 velocity changed plant and cell sizes along with the velocity of cytoplasmic streaming. Therefore, we assume that cytoplasmic streaming is one of the key regulators in determining plant size.

    DOI

  • Plant-specific myosin XI, a molecular perspective

    Motoki Tominaga, Akihiko Nakano

    FRONTIERS IN PLANT SCIENCE   3  2012年

    書評論文，書評，文献紹介等  

    　概要を見る

    In eukaryotic cells, organelle movement, positioning, and communications are critical for maintaining cellular functions and are highly regulated by intracellular trafficking. Directional movement of motor proteins along the cytoskeleton is one of the key regulators of such trafficking. Most plants have developed a unique actin myosin system for intracellular trafficking. Although the composition of myosin motors in angiosperms is limited to plant-specific myosin classes VIII and XI, there are large families of myosins, especially in class XI, suggesting functional diversification among class XI members. However, the molecular properties and regulation of each myosin XI member remains unclear. To achieve a better understanding of the plant-specific actin myosin system, the characterization of myosin XI members at the molecular level is essential. In the first half of this review, we summarize the molecular properties of tobacco 175-kDa myosin XI, and in the later half, we focus on myosin XI members in Arabidopsis thaliana. Through detailed comparison of the functional domains of these myosins with the functional domain of myosin V, we look for possible diversification in enzymatic and mechanical properties among myosin XI members concomitant with their regulation.

    DOI

  • III 単一分子観察・測定技術によるATPase機構の解析(生体高分子超精密計測学)

    大岩 和弘, 小嶋 寛明, 富永 基樹, 志鷹 裕司, 鳥羽 栞

    兵庫県立大学大学院物質理学研究科・生命理学研究科研究一覧   17  2006年10月

    CiNii

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産業財産権 【 表示 ／ 非表示 】

  • 成長が増強された形質転換植物及びその製造方法

    富永 基樹

    特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

  • 可視化による膜交通の分子機構の解明と植物高次システムへの展開

    研究期間:

    2013年05月
    -
    2018年03月
     

    　概要を見る

    酵母と植物を材料に用い，高性能化した超解像共焦点ライブイメージング顕微鏡（SCLIM）を駆使して，膜交通を可視化し，小胞体―ゴルジ体間，ゴルジ体内，ゴルジ体以降，およびエンドサイトーシスのさまざまな過程における選別輸送の分子機構を詳細に解析した。積荷の受け渡しを直接可視化することに成功し，従来信じられていたモデルを大きく覆す結果を得た。SCLIMについては，さらに劇的な性能向上に成功し，個々の小胞の空間ダイナミクスをリアルタイムに解析するスペックを達成した。膜交通が植物の高次機能に果たす役割についてもさまざまな解析を行い，トランスゴルジ網が病原菌応答に重要な役割を担っていることを明らかにした

  • ミオシン速度改変による植物特異的細胞内交通機構と高次機能の解析

    研究期間:

    2011年04月
    -
    2014年03月
     

    　概要を見る

    原形質流動の主な駆動力として知られるシロイヌナズナミオシンXIに，速度の異なる他種ミオシンのモータードメインを融合することで，速度改変型キメラミオシンXIを開発した。高速・低速型ミオシンXIの発現により原形質流動が高速化・低速化し，植物が大型化・小型化した。植物サイズとミオシン速度のリニアな相関から，原形質流動速度が植物サイズを規定している支配因子の一つであることを世界ではじめて明らかにした

  • 膜交通における選別輸送の分子機構の解明と植物の高次システムへの展開

    研究期間:

    2008年04月
    -
    2014年03月
     

    　概要を見る

    細胞内膜交通の問題に生化学、遺伝学と最新のライブイメージング技術を駆使して取り組み、小胞に濃縮した積荷タンパク質を安全かつ確実に受け取る仕組みなど、選別輸送の新たな機構を解明することができた。また酵母から高等植物への展開から、進化の過程で植物が獲得した新たな膜交通機構を明らかにし、従来の動物細胞の研究だけからでは十分に理解できなかったゴルジ体層板形成、ポストゴルジ交通などの複雑な事象を整理する手がかりを得た

  • モータータンパク質の運動特性が細胞内膜輸送に果たす役割

    　概要を見る

    本研究では動・植物細胞における膜輸送の駆動力であるミオシンの分子機能を、分子生物学およびライブイメージングの手法を用い解析した。動物において、分子内折りたたみ構造形成能を阻害した変異ミオシンVbをHeLa細胞で発現させることによって、膜交通制御における折りたたみ構造の役割を明らかにした。植物において、全植物ミオシンのクローニングと発現に成功した。ミオシンメンバー間での広範な機能分担が明らかとなり、植物独自のユニークな輸送制御システムを示した

  • 可視化による膜交通の選別分子機構の理解と植物の高次機能への展開

    　概要を見る

    次のような研究に着手したが,特別推進研究が採択となったため,年度途中で辞退した。なお本研究計画は特別推進研究の内容に含まれ,引き続き推進していく予定である。1.膜交通の可視化による選別分子機構の解明(1)ゴルジ体槽成熟の分子機構(2)COPII小胞がゴルジ槽を形成する分子機構(3)ポストゴルジネットワーク:エキソサイトーシスとエンドサイトーシスの交差点の理解(4)共焦点レーザー顕微鏡の改良開発(5)FRETイメージングによる活性と分子間相互作用の可視化2.高等植物における膜交通の役割(1)Rab5 GTPaseをツールとした植物エンドサイトーシスの研究(2)植物のポストゴルジ膜交通の解

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講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】

  • 動かない植物の原形質流動の謎

    富永基樹  [招待有り]

    大隅基礎科学創成財団，第一回創発セミナー   (東京)  大隅基礎科学創成財団  

    発表年月： 2018年03月

  • 原形質流動の人工的改変による植物のサイズ制御

    富永基樹  [招待有り]

    化学工学会第49回秋季大会   (名古屋)  化学工学会  

    発表年月： 2017年09月

  • 原形質流動速度の人工制御による植物バイオマス増産技術の開発

    富永基樹  [招待有り]

    バイオマスイノベーション研究会   (大阪)  近畿バイオインダストリー振興会議  

    発表年月： 2017年03月

  • 植物制御システムとしての原形質流動

    富永基樹  [招待有り]

    奈良先端大セミナー   (奈良)  奈良先端科学技術大学院大学  

    発表年月： 2016年10月

  • 植物の高次機能を司る原形質流動の分子メカニズム

    富永基樹  [招待有り]

    筑波大学植物分子生学セミナー   (筑波)  筑波大学  

    発表年月： 2016年01月

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特定課題研究 【 表示 ／ 非表示 】

  • 人工レバーアームを備えた高速型ミオシンXIによる植物バイオマス増産システムの開発

    2020年  

    　概要を見る

    これまで，植物細胞内の原形質流動を駆動しているモータータンパク質ミオシン XI の高速化により，様々なモデル植物の大型化や種子生産の増加に成功した。今後，本技術を過酷なフィールドで実装するには，ミオシンの恒常的高発現による更なる大型化が必要である。しかしながら，これまで高速型ミオシンで恒常的高発現を行うと，植物に致死的な影響がでた。原因の一つとして，ミオシンの運動に不可欠な軽鎖カルモジュリンの細胞内での枯渇が考えられる。本研究では，“軽鎖”を必要としない“人工レバーアーム”を供えた高速型ミオシンXIを遺伝子工学的に設計し構築を行った。

  • 先祖型ミオシンXI発現による植物細胞内輸送の研究

    2018年  

    　概要を見る

    　本研究では，植物の進化に伴い多様化したミオシンXIの最も原始的な機能の同定を試みた。そのため，陸上植物進化の基部に位置するゼニゴケのミオシンXIに蛍光タンパク質を融合し，高等植物シロイヌナズナのミオシンXI多重ノックアウト株で発現させた。その結果，ゼニゴケミオシンXIは，シロイヌナズナ細胞内において原形質流動を発生させ，多重ノックアウトによる成長阻害を回復させる事が明らかとなった。すなわち，植物ミオシンXIの分子機能が，原形質流動を発生し成長を制御するため進化的に保存されている事が示唆された。本研究成果は，Plant Biology 2018や日本植物学会第82回大会等で発表した。

  • 先祖型ミオシンXI発現による植物細胞内輸送の研究

    2017年  

    　概要を見る

    　本研究は，陸上植物の進化に伴い多様化したミオシンXIの最も原始的な機能を同定することを目的とする。そのため，陸上植物進化の基部に位置するゼニゴケのミオシンXIに蛍光タンパク質を融合し，高等植物シロイヌナズナの培養細胞内で発現させ，ライブイメージング解析を行った。その結果，ゼニゴケミオシンXIは，シロイヌナズナ細胞内において小胞体と一部共局在し，活発な運動を行う事が明らかとなった。すなわち，植物ミオシンXIが持つ最も原始的な機能として、オルガネラ輸送を伴った原形質流動の発生にある可能性が示唆された。本研究成果は，第7回分子モーター討論会，日本植物学会第81回大会で発表した。

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現在担当している科目 【 表示 ／ 非表示 】

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