2016 Fiscal Year Annual Research Report
細胞極性によるシロイヌナズナの雌性配偶体構成細胞の運命決定機構の解明
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16J10254
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
四方 明格 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | 細胞極性 / 雌性配偶体 / 発生 / 細胞運命決定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の雌性配偶体の発生では、1つの半数体細胞が核分裂を三度経た後に多細胞化し、それぞれ特徴的な機能を持つ４種もの細胞が創り出される。この４種のうちどの細胞になるのかは、細胞化前（多核時）の雌性配偶体内に形成された位置情報、すなわち細胞極性に基づくと考えられている。本研究の目的は、どのような細胞極性シグナルが雌性配偶体を構成する細胞の運命決定を制御するのかを明らかにすることである。植物における細胞極性形成については、まだ十分に研究が進んでいない。そこで本年度は、植物細胞における極性形成に関して研究を主に進めた。
細胞極性の一般的な特徴として、特定のタンパク質の細胞膜上あるいはその近傍における局所的分布が知られる。この場合、細胞膜自体に極性が形成されており、細胞膜を構成するリン脂質のうち、特定の分子種が細胞膜のある領域に局所的に分布する。報告者らは、植物細胞内で極性をもって局在するタンパク質として知られるAGCキナーゼ群を例として、それらが特定のリン脂質群に結合することで、その特徴的な局在を示すことを明らかにし、論文および学会発表を行った。
雌性配偶体における細胞極性形成に関しても、細胞膜を構成するリン脂質が関与する事が推察された。そこで、各種リン脂質の生合成・代謝阻害剤の処理が雌性配偶体の発生に影響を与えるかについて調べた。材料として、シロイヌナズナと同様の雌性配偶体の発生様式をもち、発生過程の顕微鏡観察が容易なトレニアの胚珠を用いた。その結果、トレニア胚珠内の雌性配偶体の成長・発生が、幾つかの薬剤により影響を受けることを明らかにした。植物細胞の細胞膜に局所分布するリン脂質の生合成・代謝経路の阻害剤が有効であった。このことは、雌性配偶体の成長・発生においても、細胞膜のリン脂質成分を介したタンパク質の局所分布が関与することを示唆する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
植物の雌性配偶体内において、どのような細胞極性が形成されているのかについての傍証を得る事ができ、雌性配偶体における細胞運命決定との関連性も見い出されたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は顕微鏡観察および解析が容易であったためにトレニアの胚珠を用いて実験を行ったが、雌性配偶体における細胞極性が如何に確立されるのかを分子生物学的観点から詳細に調べるためには、発生段階を詳細に追う事のできるマーカー系統を利用し、また突然変異体などを用いた遺伝学的解析を行う必要がある。今後は、トレニアを用いた実験の成果を基に、リソースの充実するシロイヌナズナを用いて解析を行う。
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