In vitro受精法を用いた胚発生第一分裂における極性決定の分子機構

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15031222
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 小柴 共一 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (80117704)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡本 龍史 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (50285095)
• Keywords: 遺伝子 / 発生・分化 / シグナル伝達 / 細胞間相互作用 / 極性

Research Abstract

受精卵の胚発生第一分裂により細胞質に富んだ小さな頂端細胞(apical cell)と液胞が発達した大きな基部細胞(basal cell)からなる2細胞胚へと発達する。本年度は、受精卵、頂端細胞および基部細胞中で発現が誘導または抑制される遺伝子をRAPD-PCR法により、また、受精卵中で新規合成または分解されるタンパク質をマススペクトル法により同定することを目的として研究を行った。
1.PAPD PCR法による解析
単離した卵細胞、頂端細胞、基部細胞、2細胞胚および多細胞胚からそれぞれのcDNAを合成し、これをテンプレートとしてRAPD-PCRを行った。増幅されたDNAのバンドパターンを5種の細胞・胚の間で比較し、1)受精後に頂端細胞でのみ発現する遺伝子2)基部細胞でのみ発現する遺伝子3)頂端・基部の双方の細胞で発現する遺伝子4)受精後に頂端細胞でのみ発現が抑制されている遺伝子5)基部細胞でのみ発現が抑制されている遺伝子6)恒常的に発現している遺伝子、の6つのカテゴリーに分類した。また、これら増幅DNAの塩基配列決定後、内部プライマーを作製し、PCR法によりその発現パターンを追認した。さらに、受精後に新たに発現する遺伝子の受精後の発現開始時間を調べたところ、それらの発現は受精後0.5時間から12時間の間に始まることが示された。
2.マススペクトル法による解析
卵細胞75個および180個分のタンパク質をそれぞれSDSおよび2D-PAGEで展開後、主要なタンパク質バンド/スポットについてマススペクトル解析を行い、一次構造を決定した。さらに、卵細胞および受精卵タンパク質をそれぞれ2D-PAGEで展開後、スポットのパターンを比較し、受精後に新たに合成されると考えられるタンパク質(6スポット)および受精後に速やかに分解されると推定されるタンパク質(8スポット)を同定した。

Research Products

• [Publications] Hashimoto, M., Kiseleva, L., Sawa, S., Furukawa, T., Komatsu, S., Koshiba, T.: "A novel rice PR10 protein, RSOsPR10, specifically induced in roots by biotic and abiotic stresses, possibly via the jasmonic acid signaling pathway."Plant Cell Physiol.. (印刷中).
• [Publications] Hiraoka, A., Homareda, H., Yoshitama, K., Koshiba, T.: "Effects of Plant Polyphenoles on the Copper - Induced Oxidation of Human Serum Lipid."Biomed.Res.Trace Elements. 14(4). 319-322 (2003)
• [Publications] Koiwai, H, Nakaminami, K., Seo, M, Mitsuhashi, W, Toyomasu, T, Koshiba, T.: "Tissue-specific localization of an abscisic acid biosynthetic enzyme, AAO3, in Arabidopsis."Plant Physiol.. (印刷中).
• [Publications] Kranz, E., Hoshino, Y., Okamoto, T., Scholten, S.: "Double fertilization in vitro and transgene technology."Plant Biotechnology and Molecular Markers. 31-42 (2003)
• [Publications] Kushiro, T., Okamoto, M., Nakabayashi, K., Yamagishi, K., Kitamura, S., Asami, T., Hirai, N., Koshiba, T., Kamiya, Y., Nambara, E.: "The Arabidopsis Cytochrome P450 CYP707A Family Encodes ABA 8'-Hydroxylases : Key Enzymes in ABA Catabolism."EMBO J.. (印刷中).
• [Publications] Kuwabara, A., Ikegami, K., Koshiba, T., Nagata, T.: "Effect of ethylene and abscisic acid upon heterophylly in Ludwigia arcuate (Onagraceae)."Planta. 217. 880-887 (2003)
• [Publications] Nakamura, A., Higuchi, K., Goda, H., Fujiwara, M.T., Sawa, S., Koshiba, T., Shimada, Y., Yoshida, S.: "Brassinolide induces IAA5 and IAA19, and DR5, a synthetic auxin response element in Arabidopsis, implying a cross-talk point of brassinosteroid and auxin signaling."Plant Physiol.. 133. 1843-1853 (2003)
• [Publications] Okamoto, T., Shimada, T., Hara-Nishimura I., Nishimura, M., Minamikawa, T.: "C-terminal KDEL sequence of a vacuolar KDEL-tailed cysteine proteinase (SH-EP) is essential for vacuolar transport of SH-EP and formation of KDEL-vesicle (KV)."Plant Physiol.. 132. 1892-1900 (2003)
• [Publications] 小柴共一: "最近の植物ホルモン研究の動向 II 生合成"植物の成長調節. 38. 157-158 (2004)
• [Publications] 小柴共一, 森由紀子: "オーキシンの生合成経路と合成部位"植物の成長調節. 38. 159-167 (2003)
• [Publications] 南原英司, 岡本昌憲: "第4章アブシジン酸;3.アブシジン酸とジベレリンのクロストーク"植物細胞工学シリーズ20号レビュー集/「新版 植物ホルモンのシグナル伝達」. (印刷中). (2004)
• [Publications] 小柴共一, 森由紀子: "第1章オーキシン;1.オーキシンの生合成"植物細胞工学シリーズ20号レビュー集/「新版 植物ホルモンのシグナル伝達」. (印刷中). (2004)