生殖細胞の形成と受精、および初期発生の生理分子機構

• Project/Area Number: 17027006
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 東山 哲也 東京大学, 大学院理学系研究科, 助手 (00313205)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥5,400,000 (Direct Cost: ¥5,400,000); Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2005: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
• Keywords: 植物 / 生殖細胞 / 花粉管 / 誘引物質 / 胚嚢 / 顕微細胞操作 / 受精 / 助細胞 / 遺伝子導入 / マイクロインジェクション

Research Abstract

トレニア属およびアゼトウガラシ属の近縁種を用いた解析により、助細胞が分泌する花粉管誘引物質には、強い種の特異性があることが明らかとなった。誘引物質の候補と長年考えられてきた細胞外カルシウムについては、少なくとも単独で誘引物質として働くことはないことが示された。誘引物質は、進化速度の速い、助細胞で生合成される物質である可能性が示唆された。そこで、助細胞の遺伝子発現プロファイルから解析を進めた。助細胞のcDNAライブラリーを作製し、EST解析を行ったところ、5%もの高頻度で、Low-molecular-weight Cysteine-rich Protein(LCR)ファミリーの1つの遺伝子が見出された。LCRはアブラナの自家不和合性において花粉側リガンドとして働くSP11など、しばしば細胞間コミュニケーションにおけるリガンドとして働く。RT-PCR解析の結果、この遺伝子(TfLCR1)は、助細胞で特異的に発現していた。SignalPプログラムによりC末端側の70アミノ酸が細胞外に分泌される予測され、花粉管ガイダンス分子の候補と考えられる。現在、独自に開発したレーザーマイクロインジェクターを用いて、モルフォリノアンチセンスオリゴによる発現阻害や、大腸菌で発現させたTfLCR1の花粉管誘引能のin vitroアッセイなどを進めている。精製TfLCR1に、これまで報告例がないような強い誘引活性が認められたことから、誘引物質の有力な候補が得られたと考えている。

Research Products

• [Journal Article] GENERATIVE CELL SPECIFIC 1 is essential for angiosperm fertilization. (2006)
  • Author(s): Mori, T., Kuroiwa, H., Higashiyama, T., Kuroiwa, T.
  • Journal Title: Nat. Cell Biol. 8 Pages: 64-71
• [Journal Article] Active digestion of sperm mitochondrial DNA in single living sperm revealed by optical tweezers. (2006)
  • Author(s): Nishimura, Y., Yoshinari, T., Naruse, K., Yamada, T., Sumi, K., Mitani, H., Higashiyama, T., Kuroiwa T.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103 Pages: 1382-1387
• [Journal Article] Species specificity of the pollen tube attractant derived from the synergid cell of Torenia fournieri. (2006)
  • Author(s): Higashiyama, T., Inatsugi, R., Sakamoto, S., Sasaki, N., Mori, T., Kuroiwa, H., Nakada, T., Nozaki, H., Kuroiwa, T., Nakano, A.
  • Journal Title: Plant Physiol. 142 Pages: 481-491
• [Journal Article] Comparative analyses of biological models used in the study of pollen tube growth. (2006)
  • Author(s): Higashiyama, T., Inatsugi, R.
  • Journal Title: Plant Cell Monogr. 3 Pages: 265-286
• [Journal Article] 顕微鏡の概要_技術発展の歴史と各種顕微鏡の用途 (2006)
  • Author(s): 稲継理恵, 東山哲也, 上田貴志
  • Journal Title: 新版 植物の細胞を観る実験プロトコール Pages: 26-30
• [Journal Article] 光学顕微鏡の使い方. (2006)
  • Author(s): 稲継理恵, 東山哲也, 上田貴志
  • Journal Title: 新版 植物の細胞を観る実験プロトコール Pages: 31-34
• [Journal Article] マイクロインジェクション,ビデオ顕微鏡. (2006)
  • Author(s): 東山哲也
  • Journal Title: 新版 植物の細胞を観る実験プロトコール Pages: 88-94
• [Journal Article] 受精のメカニズム. (2006)
  • Author(s): 東山哲也
  • Journal Title: プラントミメティクス Pages: 413-418
• [Journal Article] 体外受精. (2006)
  • Author(s): 東山哲也
  • Journal Title: プラントミメティクス Pages: 419-423
• [Journal Article] Comparative analyses of biological models used in the study of pollen tube growth. (2006)
  • Author(s): Higashiyama, T., Inatsugi, R.
  • Journal Title: Plant Cell Monograph 印刷中
• [Journal Article] Active digestion of sperm mitochondrial DNA in single living sperm revealed by optical tweezers. (2006)
  • Author(s): Nishimura, Y., Yoshinari, T., Naruse, K., Yamada, T., Sumi, K., Mitani, H., Higashiyama, T., Kuroiwa, T.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 103 Pages: 1382-1387
• [Journal Article] GENERATIVE CELL SPECIFIC 1 is essential for angiosperm fertilization. (2006)
  • Author(s): Mori, T., Kuroiwa, H., Higashiyama, T., Kuroiwa, T.
  • Journal Title: Nature Cell Biol. 8 Pages: 64-71
• [Journal Article] 受精のメカニズム (2006)
  • Author(s): 東山哲也
  • Journal Title: プラントミメティクス 印刷中
• [Journal Article] 体外受精 (2006)
  • Author(s): 東山哲也
  • Journal Title: プラントミメティクス 印刷中
• [Journal Article] マイクロインジェクション,ビデオ顕微鏡 (2006)
  • Author(s): 東山哲也
  • Journal Title: 新版 植物の細胞を観る実験プロトコール 印刷中
• [Journal Article] 植物の発生と形態形成.
  • Author(s): 東山哲也, 澤進一郎
  • Journal Title: バイオサイエンス (印刷中)