Studies on regulation of developmental fates of plant vascular stem cells

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23227001
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 福田 裕穂 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10165293)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 植物 / ペプチド / 維管束

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、TDIF-TDRシグナルを中心に維管束幹細胞の維持機構と、維管束幹細胞の成立機構、さらには維管束幹細胞からの篩部細胞分化機構を解析した。その結果以下の成果が得られ, これらの成果をもとに英文の総説を、Current Opinion of Plant Biologyに発表した。
１）TDIF-TDRの構造解析: 構造生物学者の濡木博士と共同で、TDIFに結合したTDRの構造を解析した。昆虫細胞を用いてタンパク質を合成し、そのタンパク質を結晶化して構造解析したところ、高解像度でのTDIF-TDRの結合の解析に成功した。その結果、TDIFはそのN末、C末、中心領域の３カ所でTDRの中心部分に結合していることが明らかとなった。
２）WOX4の下流因子の解明: WOX4ターゲット候補遺伝子について、WOX4タンパク質を用いたChip-sequence法により解析した。その結果、マイクロアレイ解析では得られなかった新たな遺伝子が同定された。
３）TDIFシグナル伝達の下流因子BES1ファミリーの機能解析: BES1ホモログの機能解析を行い、ホモログ中にBES1機能と反対の機能を示すものが存在することが示唆された。
４）leaf disk培養を用いた篩部分化の解析:leaf disk培養系を用いて維管束の分化過程を解析した。様々なマイクロアレイ解析を行い、これをもとに遺伝子相関を解析した。その結果、多くの維管束分化関連遺伝子を見いだした。このうち、新たなNAC転写因子の解析を進め、NAC020が篩部初期分化の制御因子であることを明らかにした。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A plant U-box protein, PUB4, regulates asymmetric cell division and cell proliferation in the root meristem. (2015)
  • Author(s): Kinoshita, A., ten Hove, C.A., Tabata, R., Yamada, M., Shimizu, N., Ishida, T., Yamaguchi, K., Shigenobu, S., Takebayashi, Y., Iuchi, S., Kobayashi, M., Kurata, T., Wada, T., Seo, M., Hasebe, M., Blilou, I., Fukuda, H., Scheres, B., Heidstra, R., Kamiya, Y., and Sawa, S.
  • Journal Title: Development Volume: 142 Pages: 444-453
  • DOI: 10.1242/dev.113167
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Monoclonal antibody-based analysis of cell wall remodeling during xylogenesis. (2015)
  • Author(s): Shinohara, N., Kakegawa, K. and Fukuda, H.
  • Journal Title: J. Plant Res. Volume: 128 Pages: 975-986
  • DOI: 10.1007/s10265-015-0758-z
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A negative feedback loop controlling bHLH complexes is involved in vascular cell division and differentiation in the root apical meristem. (2015)
  • Author(s): Katayama, H., Iwamoto, K., Kariya, Y., Asakawa, T., Kan, T., Fukuda, H. and Ohashi-Ito, K.
  • Journal Title: Curr. Biol. Volume: 25 Pages: 3144-3150
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2015.10.051
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The TDIF signaling network. (2015)
  • Author(s): Kondo, Y. and Fukuda, H.
  • Journal Title: Curr. Opin. Plant Biol. Volume: 28 Pages: 106-110
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2015.10.002
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Signals that govern vascular cell differentiation. (2015)
  • Author(s): Fukuda, H.
  • Organizer: IPMB 2015, 11th International Congress of Plant Molecular Biology
  • Place of Presentation: Iguazu, Brazil
  • Year and Date: 2015-10-25 – 2015-10-30
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Inter- and Intra-cellular signals that control vascular differentiation. (2015)
  • Author(s): Fukuda, H.
  • Organizer: FASEB Summer Research Conference "Mechanisms in Plant Development"
  • Place of Presentation: Saxton's River, Vermont, USA
  • Year and Date: 2015-08-07 – 2015-08-11
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Book] スーパーバイオマス 植物に学ぶ、植物を活かす (2016)
  • Author(s): 福田裕穂、稲田のりこ（編）
  • Total Pages: 159
  • Publisher: 慶應義塾大学出版会
• [Book] Cell biology - From signaling to cell shape and function (2015)
  • Author(s): Fukuda, H. and Yang, Z. (eds)
  • Total Pages: 162
  • Publisher: Current Opinion of Plant Biology, Elsevier
• [Remarks] 東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻生体制御研究室
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/seigyo/lab.html