2020 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis on micro domain formation during xylem differentiation using in vitro differentiation system
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19K23760
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
藤田 智史 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 博士研究員 (50844099)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | マイクロドメイン / 植物細胞 / 細胞壁 / 道管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物において細胞壁は細胞同士を接着し細胞に機械的な強度を与える機能をもつが、その組成は均一なものではなく、細胞種や細胞のサブドメインによってその構成が異なることが知られている。道管細胞はその顕著な例の一つとして知られる。道管細胞は多量のリグニンを細胞壁に蓄積することで植物個体を支えるための物理的強度を確保している。しかしながら、リグニンは道管細胞に一様に蓄積するわけでなくパターンをもって引き起こされる。では、明確な仕切りのない細胞外空間の制御を道管細胞細胞はどのように行っているのであろうか。
本研究では細胞内因子がいかにして細胞外空間を制御しているかを明らかにするために、細胞膜上のドメインの形成過程、特にそのドメインに局在するタンパク質を網羅的に明らかにすることを目的とした。具体的には、道管細胞特異的に形成する細胞膜上の壁孔ドメインにどのような因子が集合しているかを解析する。スクリーニング系としてProximal labeling法を用いる。この方法は、複合体を単離する免疫沈降とは異なり、相互作用をしていなくても周囲10nm程度に存在するタンパク質を無差別にビオチン化することで、周辺に存在するタンパク質を網羅的に同定する方法である。ビオチン化酵素の一種であるTurbo-IDを壁孔ドメインに局在させるコンストラクトを恒常的・もしくは誘導的に植物培養細胞に発現させることを試みたが、この酵素を発現する培養細胞を得ることができなかった。バックアップとして植物体の道管細胞のみでTurboIDを発現する植物体を形質転換により作出した。この植物体では期待通り壁孔にTurbo-ID-GFPが局在することを確認したが、蛍光が非常に弱く、またごく一部の道管細胞でしか発現していなかったため、生化学的解析には不適であると判断した。現在、他のコンストラクトで植物体を作成中である。
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