植物表皮細胞においてスフィンゴ脂質が伝達する位置情報シグナリングの解明
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19J12442
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
永田 賢司 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | シロイヌナズナ / 表皮細胞分化 / スフィンゴ脂質 / 発生・分化 / 転写因子 / 形態形成 |
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| Outline of Research at the Start |
多細胞生物の発生において、体軸の確立は最も重要なイベントの一つである。植物では、表皮細胞が植物体の最外層の細胞層を占める。表皮細胞の位置依存的な分化は、植物の放射軸形成過程において最初に顕現する象徴的なイベントである。本研究では、表皮細胞分化の鍵転写因子ATML1に着目して表皮細胞分化の空間的制御を司る分子基盤を明らかにすることを目的とする。申請者はこれまでに特定のスフィンゴ脂質種がATML1と結合し、その結果ATML1のタンパク質動態と空間的発現様式が制御されることを強く示唆する結果を得ている。これらの結果をもとに、植物の放射軸形成機構を包括的に理解することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，植物表皮細胞においてスフィンゴ脂質が伝達する位置情報シグナリングに関する研究を行ってきた。その内容は，（１）モデル植物シロイヌナズナの表皮細胞分化における鍵転写因子ATML1の安定性とATML1-脂質間相互作用の関係性の解析，（２）ATML1の相互作用脂質の同定，（３）ATML1の相互作用脂質の動態解析，に分類される．
（１）モデル植物シロイヌナズナの表皮細胞分化における鍵転写因子ATML1の安定性とATML1-脂質間相互作用の関係性の解析；熱処理依存的にATML1をすべての細胞で一過的に発現することができる形質転換シロイヌナズナを作出しATML1の翻訳後動態を観察したところ、ATML1は最外層のみで安定的に存在することができ、内側の細胞では積極的な分解を受けることを明らかにした。さらに脂質ドメインに変異を入れたATML1を熱処理依存的にすべての細胞で一過的に発現することができる形質転換シロイヌナズナを作出し同様の解析を行うことで、最外層特異的なATML1の安定性がATML1-脂質間相互作用に依存することを明らかにした。
（２）ATML1の相互作用脂質の同定；網羅的なProtein-lipid overlayアッセイによって、ATML1の相互作用脂質として極長鎖脂肪酸を含むセラミド（VLCFA-Cer)を同定した。
（３）ATML1の相互作用脂質の動態解析；VLCFA-Cerの生合成阻害剤を用いた解析により、VLCFA-Cerが表皮細胞の中でも”外側 ”に位置する頂端膜に局在することを強く示唆する結果を得た。
これらの成果から、脂質と転写因子の物理的相互作用により、脂質の持つ位置情報と転写因子による遺伝子発現制御系がクロストークして表皮分化が達成されるモデルを世界に先駆けて提唱した 。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
