根端分裂組織の成立に関わる基礎要因の解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14036209
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 杉山 宗隆 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (50202130)
• Keywords: シロイヌナズナ / 根端分裂組織 / 細胞増殖 / オーキシン / 温度感受性突然変異体 / 不定根 / snRNA

Research Abstract

これまで私たちは、器官再生を指標形質としてシロイヌナズナの温度感受性突然変異体を多数単離し、解析を行ってきた。この中には、srd2、rpd1など、根端分裂組織の成立に深く関係するものがいくつか含まれている。表現型解析の結果から、不定根形成過程においては、SRD2は脱分化(より厳密には増殖能獲得)と頂端分裂組織の構築に、RPD1は原基の細胞分裂の維持に、それぞれ関与すると考えられた。SRD2遺伝子に関しては、ヒトのsnRNA転写活性化因子SNAPcの50-kDaサブユニットに似たタンパク質をコードしていることを突き止め、srd2変異が脱分化に伴うsnRNAレベルの上昇に影響することも明らかにした。こうした研究を踏まえて、シロイヌナズナ温度感受性変異体を用いた、根端分裂組織成立に関わる基礎要因の解析を進め、以下の成果を上げることができた。
(1)SRD2プロモーター制御下のレポーター遺伝子発現から、葉原基を含むシュート頂部や側根原基でSRD2が強く発現していることが示された。とくに根の再生過程では、脱分化に伴う一過的な発現の後、根の原基形成に伴って再び発現が高まるという、srd2変異体の表現型とよく対応する発現パターンが認められた。これらの結果をもとに、脱分化過程ではSRD2が一過的に発現してsnRNA転写を活性化しsnRNAレベルを高めることで細胞増殖能を付与し、根原基形成過程ではSRD2が再び発現してさらにsnRNAレベルを押し上げることで分裂組織形成能を付与する、という仮説を提示した。
(2)RPD1遺伝子をポジショナルクローニングにより確定した。その結果、RPD1遺伝子は、409アミノ酸残基からなる、植物に特有の機能未知タンパク質をコードしていることがわかった。
(3)rpd1に加え、rid1〜rid5、rgd1〜rgd3の計9種類の温度感受性変異体について、不定根形成、カルス形成等の温度感受性を体系的に調べ、その結果をもとに、各変異体の責任遺伝子の機能を不定根形成の素過程と結びつけて整理した。

Research Products

• [Publications] Y.Ohdaira: "Activity of cell-wall degradation associated with differentiation of isolated mesophyll cells of Zinnia elegans into tracheary elements"Planta. 215・2. 177-184 (2002)
• [Publications] 杉山 宗隆: "器官の再生"蛋白質核酸酵素. 47・12. 1587-1592 (2002)