植物細胞の脱分化・器官再生におけるペクチン構造再構成の役割
| Project Area | Plant cell wall as information-processing system |
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| Project/Area Number |
15H01235
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
大谷 美沙都 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (60435633)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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| Keywords | ペクチン / ペクチン酸リアーゼ / 細胞壁ダイナミクス / 脱分化 / カルス / 細胞増殖 / 細胞壁 / 器官再生 / ペクチンリアーゼ / カルス形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では「植物細胞の脱分化・器官再生におけるペクチン構造再構成の役割を明らかにする」ため、植物では解析が進んでいないペクチン分解酵素遺伝子 PECTATE LYASE-LIKE（PLL）に着目して研究を行った。
１．シロイヌナズナ胚軸脱分化初期のトランスクリプトーム解析から見出された、胚軸脱分化時に発現量が大きく上昇する3つのPLL遺伝子のT-DNA変異体（ノックダウン変異体）を整備し、これらの一重、二重、三重変異体を確立した。さらにこれら変異体で胚軸カルス形成（とくにカルス成長）が阻害されることを明らかにし、PLLは細胞増殖活性維持に機能している可能性を見出した。
２．胚軸の脱分化およびカルス化過程について、ペクチン主鎖ホモガラクツロン酸に関する特異的抗体（高メチル化ホモガラクツロン酸および低メチル化ホモガラクツロン酸のそれぞれに対する抗体）を用いた免疫組織学的解析を行い、胚軸の脱分化およびカルス化に伴ったペクチン動態を明らかにした。また、こうしたホモガラクツロン酸の分布変化はpll 変異体では撹乱されていることも分かり、上述の細胞増殖活性の維持に、適切なペクチン構造制御が重要であることが示唆された。
３．ペクチン成分に影響して細胞壁を弛める化合物と考えられるラサロシドナトリウム（LS）を見出し、LS処理時のトランスクリプトーム解析を行った。この結果、LS処理24時間後にはジャスモン酸関連遺伝子やペルオキシダーゼ遺伝子の発現が大きく上昇することが分かり、セルロース生合成阻害化合物添加によって明らかにされてきたcell wall integrityシグナリング経路との共通性が見出された。また、LS処理が植物ホルモン（アブシジン酸、オーキシン、サイトカイニン）の蓄積量に影響する可能性を示し、ペクチン生合成異常が広範な生理応答を引き起こす可能性を明らかにした。
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| Research Progress Status |
28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 |
28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
(27 results)
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[Journal Article] Modification of plant cell wall structure accompanied by enhancement of saccharification efficiency using a chemical, lasalocid sodium2016
Author(s)
Okubo-Kurihara, E., Ohtani, M., Kurihara, Y., Kakegawa, K., Kobayashi, M., Nagata, N., Komatsu, T., Kikuchi, J., Cutler, S., Demura,T.and Matsui, M.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 34602-34602
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Primary metabolism during biosynthesis of secondary wall polymers of protoxylem vessel elements2016
Author(s)
Ohtani M., Morisaki K., Sawada Y., Sano R., Uy A.L.T., Yamamoto A., Kurata T., Nakano Y., Suzuki S., Matsuda M., Hasunuma T., Hirai M.Y., Demura T.
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Journal Title
Plant Physiol
Volume: 172
Pages: 1612-1624
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Comprehensive proteomic approach for understanding xylem vessel cell differentiation2015
Author(s)
Masahiro Noguchi, Yoshimi Nakano, Nobuko Shizawa, Masayuki Fujiwara, Youichiro Fukao, Ryosuke Sano, Arata Yoneda, Ko Kato, Minoru Kubo, Misato Ohtani, Taku Demura
Organizer
5th International Conference on Proteomics & Bioinformatics
Place of Presentation
バレンシア（スペイン）
Year and Date
2015-09-03
Related Report
Int'l Joint Research
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