氏名

トミナガ　モトキ

富永　基樹

職名

准教授 (https://researchmap.jp/7000010150/)

所属

（教育学部）

連絡先

URL等

研究者番号
50419892

本属以外の学内所属

兼担

理工学術院（大学院先進理工学研究科）

学歴・学位

学歴

-1995年 姫路工業大学 理学部 生命科学科
-2000年 姫路工業大学 理学研究科 生命科学専攻

学位

理学（博士） 姫路工業大学 植物分子・生理科学

経歴

2000年04月-2002年12月郵政省通信総合研究所関西先端研究センター専攻研究員
2003年01月-2005年12月独立行政法人通信総合研究所関西先端研究センター日本学術振興会　特別研究員
2006年01月-2007年09月東京大学医科学研究所特任助教
2007年10月-2008年03月理化学研究所和光中央研究所研究員
2008年04月-2014年09月理化学研究所基幹研究所専任研究員
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
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
2017年04月-早稲田大学教育・総合科学学術院准教授

所属学協会

日本生物物理学会

日本細胞生物学会

日本植物生理学会

日本植物学会

研究分野

キーワード

細胞生物学、植物生理学、分子生物学

科研費分類

生物学 / 基礎生物学 / 植物分子・生理科学

研究シーズ

革新的な植物増産・制御技術：原形質流動の人工制御

シーズ分野：ライフサイエンス

論文

Microtubules regulate the organization of actin filaments at the corticalregion in root hair cells of Hydrocharis.

Motoki Tominaga; Kenji Morita; Etsuo Yokota; Seiji Sonobe; Teruo Shimmen

Protoplasma199p.83 - 921997年03月-

Mechanism of inhibition of cytoplasmic streaming by auxin in root haircells of Hydrocharis.

Motoki Tominaga; Seiji Sonobe; Teruo Shimmen

Plant Cell Physiol.39(12)p.1342 - 13491998年12月-

DOI

Mechanism of inhibition of cytoplasmic streaming by a myosin inhibitor,2,3-butanedione monoxime.

Motoki Tominaga; Seiji Sonobe; Teruo Shimmen

Protoplasma213p.46 - 542000年03月-

The role of plant villin in the organization of the actin cytoskeleton, cytoplasmic streaming and the architecture of the transvacuolar strand in root hair cells of Hydrocharis.

Motoki Tominaga; Etsuo Yokota; Luis Vidali; Seiji Sonobe; Peter K. Hepler; Teruo Shimmen

Planta210(5)p.836 - 8432000年04月-

Regulation of root growth by gibberellin in Lemna minor.

Sayaka Inada; Motoki Tominaga; Teruo Shimmen

Plant Cell Physiol.41(6)p.657 - 6652000年06月-

Actin cytoskeleton is responsible for the change of cytoplasmic organizationin root hair cells induced by a protein phosphatase inhibitor, calyculinA.

Etsuo Yokota; Naotaka Imamichi; Motoki Tominaga; Teruo Shimmen

Protoplasma213p.184 - 1932000年09月-

Higher plant myosin XI moves processively on actin with 35 nm steps at high velocity.

Motoki Tominaga; Hiroaki Kojima; Etsuo Yokota; Hidefumi Orii; Rinna Nakamori; Eisaku Katayama; Michael Anson; Teruo Shimmen; Kazuhiro Oiwa

EMBO J.22(6)p.1263 - 12722003年03月-

DOI

Plant 115-kDa-actin-filament-bundling protein, P-115-ABP, is a homologueof plant villin and is widely distributed in cells.

Etsuo Yokota; Luis Vidali; Motoki Tominaga; Hiroshi Tahara; Hidefumi Orii; Yosuke Morizane; Peter K. Hepler; Teruo Shimmen

Plant Cell Physiol.44(10)p.1088 - 10992003年10月-

PubMedDOI

Auxin transport inhibitors impair vesicle motility and actin cytoskeletondynamics in diverse eukaryotes.

Pankaj Dhonukshe; Ilya Grigoriev; Rainer Fischer; Motoki Tominaga; David G. Robinson; Jiri Hasek; Tomasz Pacioreka; Jan Petrasek; Daniela Seifertova; Ricardo Tejosl; Lee A. Meisel; Eva Zazimalova; Theodorus W. J. Gadella, Jr; York-Dieter Stierhofa; Takashi Ueda; Kazuhiro Oiwa; Anna Akhmanova; Roland Brock; Anne Spang; Jiri Friml

Proc Natl Acad Sci USA.105(11)p.4489 - 44942008年03月-

PubMedDOI

Application of Lifeact reveals F-actin dynamics in Arabidopsis thaliana and the liverwort, Marchantia polymorpha.

Atsuko Era; Motoki Tominaga; Kazuo Ebine; Chie Awai; Chieko Saito; Kimitsune Ishizaki; Katsuyuki T. Yamato; Takayuki Kohchi; Akihiko Nakano; Takashi Ueda

Plant Cell Physiol.50(6)p.1041 - 10482009年06月-

PubMedDOI

The occurrence of ‘bulbs’, a complex configuration of the vacuolar membrane,is affected by mutations of vacuolar SNARE and phospholipase in Arabidopsis.

Chieko Saito; Tomohiro Uemura; Chie Awai; Motoki Tominaga; Kazuo Ebine; Jun Ito; Takashi Ueda; Hiroshi Abe; Miyo Terao Morita; Masao Tasaka; Akihiko Nakano

Plant J.68(1)p.64 - 732011年10月-

PubMedDOI

RNA processing bodies, peroxisomes, Golgi bodies, mitochondria, and endoplasmic reticulum tubule junctions frequently pause at cortical microtubules.

Takahiro Hamada; Motoki Tominaga; Takashi Fukaya; Masayoshi Nakamura; AkihikoNakano; Yuichiro Watanabe; Takashi Hashimoto; Tobias I. Baskin

Plant Cell Physiol.53(4)p.699 - 7082012年04月-

PubMedDOI

Calcium-induced mechanical change in the neck domain alters the activityof plant myosin XI.

Motoki Tominaga; Hiroaki Kojima; Etsuo Yokota; Rinna Nakamori; Michael Anson; Teruo Shimmen; Kazuhiro Oiwa

J Biol Chem.287(36)p.30711 - 307182012年08月-

PubMedDOI

Cytoplasmic Streaming Velocity as a Plant Size Determinant.

Motoki Tominaga; Atsushi Kimura; Etsuo Yokota; Takeshi Haraguchi; TeruoShimmen; Keiichi Yamamoto; Akihiko Nakano; Kohji Ito

Dev. Cell27(3)p.345 - 3522013年11月-

PubMedDOI

Molecular Characterization and Subcellular Localization of Arabidopsis class VIII myosin, ATM1.

*Takeshi Haraguchi; *Motoki Tominaga; Rie Matsumoto; Kei Sato; Akihiko Nakano; Keiichi Yamamoto; Kohji Ito (*Both authors contributed equally to this work.)

J. Biol. Chem.289(18)p.12343 - 123552014年03月-

DOI

Kinetic mechanism of Nicotiana tabacum myosin-11 defines a new type of a processive motor.

Ralph P. Diensthuber; Motoki Tominaga; Matthias Preller; Falk K. Hartmann; Hidefumi Orii; Igor Chizhov; Kazuhiro Oiwa; Georgios Tsiavaliaris

FASEB J.29(1)p.81 - 942014年10月-

DOI

植物の大きさはミオシンモーターのスピードで決まる！

富永 基樹; 伊藤 光二

生物物理54(5)p.259 - 2612014年-

CiNii

詳細

ISSN：0582-4052

原形質流動による成長制御から考える植物の光戦略

富永基樹

光合成研究25(1)p.42 - 472015年04月-

The molecular mechanism and physiological role of cytoplasmic streaming.

Tominaga Motoki; Ito Kohji

The molecular mechanism and physiological role of cytoplasmic streaming.272015年-

DOI

詳細

ISSN：1879-0356

概要：: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.

Myosin XI-I is mechanically and enzymatically unique among class-xi myosins in arabidopsis

Haraguchi, Takeshi; Tominaga, Motoki; Nakano, Akihiko; Nakano, Akihiko; Yamamoto, Keiichi; Ito, Kohji

Plant and Cell Physiology57(8)p.1732 - 17432016年08月-

DOIScopus

詳細

ISSN：00320781

概要：© The Author 2016.Arabidopsis possesses 13 genes encoding class-XI myosins. Among these, myosin XI-I is phylogenetically distant. To examine the molecular properties of Arabidopsis thaliana myosin XI-I (At myosin XI-I), we performed in vitro mechanical and enzymatic analyses using recombinant constructs of At myosin XI-I. Unlike other biochemically studied class-XI myosins, At myosin XI-I showed extremely low actinactivated ATPase activity (Vmax = 3.7 Pi s1 head1). The actin-sliding velocity of At myosin XI-I was 0.25 mm s1, >10 times lower than those of other class-XI myosins. The ADP dissociation rate from acto-At myosin XI-I was 17 s1, accounting for the low actin-sliding velocity. In contrast, the apparent affinity for actin in the presence of ATP, estimated from Kapp (0.61 mM) of actin-activated ATPase, was extremely high. The equilibrium dissociation constant for actin was very low in both the presence and absence of ATP, indicating a high affinity for actin. To examine At myosin XI-I motility in vivo, green fluorescent protein-fused full-length At myosin XI-I was expressed in cultured Arabidopsis cells. At myosin XI-I localized not only on the nuclear envelope but also on small dots moving slowly (0.23 mm s1) along actin filaments. Our results show that the properties of At myosin XI-I differ from those of other Arabidopsis class-XI myosins. The data suggest that At myosin XI-I does not function as a driving force for cytoplasmic streaming but regulates the organelle velocity, supports processive organelle movement or acts as a tension generator.

原形質流動を操るバイオマス増産技術

段中瑞; 富永基樹

化学工業68p.56 - 602017年-

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

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

Biochemical and Biophysical Research Communications495(3)p.2145 - 21512018年01月-

PubMedDOIScopus

詳細

ISSN：0006291X

概要：© 2017 The Authors 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.

Actin-myosin XI: An intracellular control network in plants

Duan, Zhongrui; Tominaga, Motoki

Biochemical and Biophysical Research Communications2018年01月-

DOIScopus

詳細

ISSN：0006291X

概要：© 2018 The Authors. Actin is one of the three major cytoskeletal components in eukaryotic cells. Myosin XI is an actin-based motor protein in plant cells. Organelles are attached to myosin XI and translocated along the actin filaments. This dynamic actin-myosin XI system plays a major role in subcellular organelle transport and cytoplasmic streaming. Previous studies have revealed that myosin-driven transport and the actin cytoskeleton play essential roles in plant cell growth. Recent data have indicated that the actin-myosin XI cytoskeleton is essential for not only cell growth but also reproductive processes and responses to the environment. In this review, we have summarized previous reports regarding the role of the actin-myosin XI cytoskeleton in cytoplasmic streaming and plant development and recent advances in the understanding of the functions of actin-myosin XI cytoskeleton in Arabidopsis thaliana.

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.2018年-

書籍等出版物

細胞工学別冊　植物細胞工学シリーズ22　新版　植物の細胞を観る実験プロトコール

福田裕穂; 西村幹夫; 中野明彦(共著)

秀潤社2006年 03月-

詳細

総ページ数：243担当ページ数：214-216

細胞工学別冊　植物細胞工学シリーズ13植物細胞の分裂~分裂装置とその制御機構~

町田 泰則; 福田 裕穂(共著)

秀潤社2000年 09月-

詳細

総ページ数：188担当ページ数：109-113

講演・口頭発表等

高等植物ミオシンの分子レベルでの運動と制御機構

富永基樹; 大岩和弘

21世紀COE生命科学若手ワークショップ(兵庫県立大学)2004年01月24日

詳細

開催地：兵庫

植物細胞におけるアクチン細胞骨格の構築機構とミオシンXIの運動機構

富永基樹; 大岩和弘

理研セミナー(理化学研究所)2004年

詳細

開催地：埼玉

Single molecule analysis of higher plant myosin XI responsible for cytoplasmic streaming.

Motoki Tominaga

Gordon Research Conference (Plant and Fungal cytoskeleton)(Gordon Research Conference)2004年08月09日

詳細

開催地：ニューハンプシャー

高等植物ミオシンの分子レベルでの運動と制御機構

富永基樹; 小嶋寛明; 中森鈴奈; 新免輝男; 大岩和弘

植物細胞における細胞骨格の機能発現：滑り説から50年(基礎生物学研究所)2006年12月26日

詳細

開催地：愛知

植物細胞におけるアクチン細胞骨格の構築機構とミオシンXIの運動機構

富永基樹

第847回東大生物科学セミナー(東京大学)2008年

詳細

開催地：東京

植物細胞内の輸送を担うアクチン-ミオシン駆動系の分子機構

富永基樹

基礎生物学研究所部門公開セミナ―(基礎生物学研究所)2009年06月05日

詳細

開催地：愛知

植物の膜輸送に関与するアクチン-ミオシン駆動系の分子機構

富永基樹

奈良先端大学公開セミナ―(奈良先端科学技術大学院大学)2009年

詳細

開催地：奈良

植物特異的細胞内交通とミオシンモーター

富永基樹

KARCコロキウム(独立行政法人情報通信研究機構)2010年03月09日

詳細

開催地：神戸

Myosin motors and intracellular organelle trafficking.

Motoki Tominaga

Global COE Symposium “Microscopy and Cell Biology”(Hyogo University)2010年03月10日

詳細

開催地：兵庫

Plant size regulation through artificial control of myosin velocity responsible for cytoplasmic streaming.

Motoki Tominaga

Green Biotechnology for Global Sustainability(Osaka University)2013年03月09日

詳細

開催地：大阪

植物ミオシン　～分子メカニズムから高次機能まで～

富永基樹

大阪大学生物科学セミナー(大阪大学)2013年06月04日

詳細

開催地：大阪

植物ミオシン：高次機能を担う分子メカニズム

富永基樹

神谷宣郎先生　生誕百周年記念シンポジウム(大阪大学)2013年07月13日

詳細

開催地：大阪

原形質流動速度の人工的改変による植物のサイズ制御

富永基樹

シンポジウム「細胞を創る操る」(奈良先端科学技術大学院大学)2013年11月28日

詳細

開催地：奈良

原形質流動による成長制御から考える植物の光戦略

富永基樹

公開シンポジウム「多様な光合成の世界」 (光合成学会)2014年05月30日

詳細

開催地：奈良

動かない植物の細胞内運動の謎

富永基樹

学習院大学生命科学シンポジウム「生命の秘密を解く鍵をもとめて」 (学習院大学)2014年05月31日

詳細

開催地：東京

Molecular mechanism and physiological function of cytoplasmic streaming

富永基樹

25th International Conference on Arabidopsis Research (ICAR)(International Conference on Arabidopsis Research)2014年08月01日

詳細

開催地：バンクーバー

植物の高次機能を支える原形質流動の分子メカニズム

富永基樹

第1038回東大生物科学セミナー(東京大学)2015年11月04日

詳細

開催地：東京

A mystery of busy cytoplasmic streaming in quiet plants

富永基樹

第38回日本分子生物学会，シンポジウム「植物細胞は忙しい：駆け巡るオルガネラの動的制御機構」　(日本分子生物学会)2015年12月04日

詳細

開催地：神戸

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

筑波大学植物分子生学セミナー(筑波大学)2016年01月26日

詳細

開催地：筑波

植物制御システムとしての原形質流動

富永基樹

奈良先端大セミナー(奈良先端科学技術大学院大学)2016年10月28日

詳細

開催地：奈良

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

バイオマスイノベーション研究会(近畿バイオインダストリー振興会議)2017年03月22日

詳細

開催地：大阪

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

化学工学会第49回秋季大会(化学工学会)2017年09月22日

詳細

開催地：名古屋

動かない植物の原形質流動の謎

富永基樹

大隅基礎科学創成財団，第一回創発セミナー(大隅基礎科学創成財団)2018年03月16日

詳細

開催地：東京

外部研究資金

科学研究費採択状況

研究種別：

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

2013年-0月-2018年-0月

配分額：￥207350000

研究種別：

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

2011年-0月-2014年-0月

配分額：￥4680000

研究種別：

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

配分額：￥32500000

研究種別：

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

2008年-0月-2014年-0月

配分額：￥596440000

研究種別：

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

配分額：￥3670000

学内研究制度

特定課題研究

先祖型ミオシンXI発現による植物細胞内輸送の研究

2017年度

研究成果概要：　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...　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。

先祖型ミオシンXI発現による植物細胞内輸送の研究

2018年度

研究成果概要：　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...　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。

現在担当している科目

科目名開講学部・研究科開講年度学期
細胞生物学II教育学部2019秋学期
細胞生物学Ｉ教育学部2019春学期
生物学演習教育学部2019通年
生物学実験VI教育学部2019通年
生物学特殊演習　Ｂ教育学部2019通年
生物学通論実験Ｉ教育学部2019夏季集中
生物学通論実験Ｉ教育学部2019夏季集中
生物学通論実験ＩＩ教育学部2019秋学期
修士論文（生命理工）大学院先進理工学研究科2019通年
Research on Regulation Biology大学院先進理工学研究科2019通年
細胞生物学研究大学院先進理工学研究科2019通年
Integrative Bioscience and Biomedical Engineering B大学院先進理工学研究科2019秋学期
総合生命理工学特論Ｂ大学院先進理工学研究科2019秋学期
Seminar on Cell Biology A大学院先進理工学研究科2019春学期
細胞生物学演習Ａ大学院先進理工学研究科2019春学期
Seminar on Cell Biology B大学院先進理工学研究科2019秋学期
細胞生物学演習Ｂ大学院先進理工学研究科2019秋学期
Seminar on Cell Biology C大学院先進理工学研究科2019春学期
細胞生物学演習Ｃ大学院先進理工学研究科2019春学期
Seminar on Cell Biology D大学院先進理工学研究科2019秋学期
細胞生物学演習Ｄ大学院先進理工学研究科2019秋学期
Master's Thesis (Department of Integrative Bioscience and Biomedical Engineering)大学院先進理工学研究科2019通年
細胞生物学研究大学院先進理工学研究科2019通年

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