2020 Fiscal Year Annual Research Report
Phloem patterning by CLE peptides
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19H03246
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
柿本 辰男 大阪大学, 理学研究科, 教授 (70214260)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 篩部 / 伴細胞 / 篩管要素 / パターン形成 / CLEペプチド / シロイヌナズナ / 受容体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
維管束は、篩部、木部、前形成層からなる。根においては、根端分裂組織における一次成長によって維管束系の基本パターンが形成される。シロイヌナズナでは、横断面を見た場合には、二つの極に篩部が形成され、その間に一直線に道管列が並ぶ。また、篩部や木部を構成する細胞列の数も決まっている。この特定のパターンが生み出される仕組みを明らかにすることが本研究の目的である。私たちのこれまでの研究で、篩部で働くDof転写因子群は篩部前駆細胞で発現して篩部細胞を形成させる能力がある一方、篩部の形成を阻害するペプチド性シグナル分子CLE25, 26, 45の遺伝子を直接活性化していることがわかった。cle25/26/45三重変異体を作成したところ、篩部形成領域が広がることも見出した。CLE25, 26, 45ペプチドは、受容体キナーゼであるBAM1, BAM3に直接結合することも示した。また、bam1/2/3三重変異体、BAMと共に働く共受容体CIK2,3を共に破壊したcik2/3変異体でもcle25/26/45と同様に篩部領域が広がることを見出した。さらに、CLE25ペプチド は篩部で発現するDofタンパク質を転写後制御によって減少させることにより篩部形成を阻害していることがわかった。これらのことから、Dofは篩部形成を指令すると共にCLE25,26,45遺伝子を活性化し、CLEペプチドが周辺細胞に働いて周辺細胞が篩部に分化することを阻害し、適切な篩部のパターンを作り上げていることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
篩部前駆細胞で優先的に発現しているDof転写因子群は、篩管要素と伴細胞分化の引き金となる一方で、分泌性ペプチドであるCLE25, 26, 45遺伝子を誘導し、これが周辺細胞においてBAM受容体/CIK共受容体複合体によって認識されてDof転写因子を減少させることで篩部形成を抑制していることを見出した。このことから、篩部パターンの重要な制御系を見出したと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
CLE25,26,45ペプチドはBAM/CIKに受容された後、Dof転写因子を減少させる仕組みを解明したい。また、Dof転写因子の多くのターゲット遺伝子を見出しており、これらの機能解析を進める。具体的には、Dofターゲット遺伝子の遺伝子破壊株の表現型解析を進める。また、篩部以外で発現しているCLEペプチドも篩部パターン形成に関わっている結果が出つつあり、cle変異体の高次の多重変異体の詳細な表現型解析を進める。
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Research Products
(10 results)
