維管束構築に関与する細胞外シグナル因子の網羅的単離と解析

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17207004
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 福田 裕穂 The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 教授 (10165293)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澤 進一郎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (00315748)
• Keywords: ヒャクニチソウ / ブラシノステロイド / 前形成層 / 管状要素 / TOF-MS / ペプチド / 葉酸 / シロイヌナズナ

Research Abstract

1.維管束分化関連細胞外ペプチド(タンパク質)の網羅的単離・同定
シロイヌナズナ道管細胞分化培養系の培地を用いて、維管束分化に関連するペプチドの網羅的同定のための予備的実験を行った。まず、疎水カラムと簡易サイズ分画を行い、ペプチド画分を分離した。これを液体クロマトグラフィーで分離した後、TOF-MSにかけ、ペプチドを網羅的に同定した。その結果、数百のピークが得られ、そのうち数十のペプチド配列の推定に成功した。
2.道管分化阻害因子TDIFの同定
昨年分離したTDIF活性画分をTOF-MS,アミノ酸シークエンス等の解析にかけ、最終的に、TDIFは2つの水酸化プロリンを含む12個のアミノ酸からなるペプチドであることを証明した。化学合成したペプチドはまた、同様の活性をもった。TDIFの遺伝子を単離し、その構造を解析したところ、TDIFはTDIF遺伝子のC末にコードされており、N末の大部分とC末の1アミノ酸が除去されて、つくられることが明らかとなった。
3.新規シグナル因子としての多グルタミン酸結合型葉酸の同定
維管束前形成層で強く発現する遺伝子の解析から、多グルタミン型葉酸のグルタミン酸鎖切断酵素が前形成層およびメリステム形成に関与することが示唆された。この遺伝子の過剰発現はメリステムの縮小を引き起こし、3つあるグルタミン酸鎖切断酵素遺伝子機能をすべて抑制すると植物分裂組織の増大が起こった。この結果から、多グルタミン型葉酸シグナルが前形成層およびメリステムにおける幹細胞機能の維持に関与することが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Transcriptional regulation in wood formation. (2007)
  • Author(s): Demura, T. and Fukuda, H.
  • Journal Title: Trends in Plant Sci. 12 Pages: 64-70
• [Journal Article] Co-regulation of brassinosteroid biosynthesis-related genes during xylem cell differentiation. (2007)
  • Author(s): Yamamoto, R., Fujioka, S., Iwamoto, K., Demura, T., Takatsuto, S. Yoshida, S. and Fukuda, H.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. 48 Pages: 74-83
• [Journal Article] Isolation and characterization of a novel peroxidase gene ZPO-C of which expression and function are closely associated with lignification during tracheary element differentiation. (2006)
  • Author(s): Sato, Y., Demura, T., Sugiyama M., and Fukuda, H.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. 47 Pages: 493-503
• [Journal Article] Gene expression profiling using cDNA microarray analysis of the sexual reproduction stage of the unicellular charophycean alga Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex. (2006)
  • Author(s): Sekimoto, H., Tanabe, Y., Tsuchikane, Y., Shirosaki, H., Fukuda, H., Demura, T., Ito, M.
  • Journal Title: Plant Physiol. 141 Pages: 271-279
• [Journal Article] A novel R2R3 MYB transcription factor NtMYBJS1 is a methyl jasmonate-dependent regulator of phenylpropanoid-conjugate biosynthesis in tobacco. (2006)
  • Author(s): Galis, I., Simek, P., Narisawa, T., Sasaki, M., Horiguchi, T., Fukuda, H. and Matsuoka, K.
  • Journal Title: Plant J. 46 Pages: 573-592
• [Journal Article] Fluorescence cross-correlation analyses of molecular interaction between an Aux/IAA protein, MSG2/IAA19, and protein-protein interaction domains of auxin response factors of Arabidopsis expressed in HeLa cells. (2006)
  • Author(s): Muto, H., Nagao, I., Demura, T., Fukuda, H., Kinjo, M., and Yamamoto, K.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. 47 Pages: 1095-1101
• [Journal Article] Dodeca-CLE peptides as suppressors of plant stem cell. (2006)
  • Author(s): Ito, Y., Nakanomyo, I., Motose, H., Iwamoto, K., Sawa, S., Dohmae, N., and Fukuda, H.
  • Journal Title: Science 313 Pages: 842-845
• [Journal Article] A plant peptide encoded by CLV3 identified by in situ MALDITOF-MS analysis. (2006)
  • Author(s): Kondo, T., Sawa, S., Kinoshita, A., Mizuno, S., Kakimoto, T., Fukuda, H., and Sakagami, Y.
  • Journal Title: Science 313 Pages: 845-848
• [Journal Article] Higher extracellular pH suppresses tracheary element differentiation by affecting auxin uptake. (2006)
  • Author(s): Shinohara, N., Sugiyama, M., and Fukuda, H.
  • Journal Title: Planta 224 Pages: 394-404
• [Journal Article] Gene trapping in Arabidopsis reveals genes involved in vascular development. (2006)
  • Author(s): Nagawa, S., Sawa, S., Sato, S., Kato, T., Tabata, S., and Fukuda, H.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. 47 Pages: 1394-1405
• [Journal Article] Vascular expression patterns of Arabidopsis bZIP group I genes. (2006)
  • Author(s): Pyo, H., Demura, T. and Fukuda, H.
  • Journal Title: Plant Biotech. 23 Pages: 497-501
• [Journal Article] CLV3/ESR-related (CLE) peptides as intercellular signaling molecule in plants. (2006)
  • Author(s): Sawa, S., Kinoshita, A. Nakanomyo, I. and Fukuda, H.
  • Journal Title: The Chemical Record 6 Pages: 303-310
• [Book] Glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins in plants. In Frontiers in Life Sciences, 2006 (ed. M. Fujiwara, N. Sato, and S. Ishiura) (2006)
  • Author(s): Motose, H., Watanabe, Y., and Fukuda, H.
  • Total Pages: 111-126
  • Publisher: Research Signpost
• [Book] Vascular cell differentiation. In Cell Separation and Adhesion, (eds. J. Roberts and Z. Gonzalez-Carranza) (2006)
  • Author(s): Kuriyama, H. and Fukuda, H.
  • Total Pages: 40-68
  • Publisher: Blackwell Publishing