2011 Fiscal Year Annual Research Report
器官発生を支える植物細胞の非対称性の研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Plant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs |
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| Project/Area Number |
23012026
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田中 博和 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (10589922)
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| Keywords | シロイヌナズナ / 非対称局在 / オーキシン / 膜輸送 / 発生パターン |
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| Research Abstract |
植物ホルモン・オーキシンは植物個体中で局所的に蓄積し、胚発生、根のメリステムのパターン形成、屈性反応、側根形成や地上部の器官形成などの種々の現象に関与することが知られている。オーキシンの局所的蓄積には細胞間のオーキシン輸送が関わっており、細胞膜上で非対称に局在するPINファミリーのオーキシン排出タンパク質は細胞間のオーキシンの輸送の方向性を規定すると考えられている。PIN蛋白質の配置の制御に関わるいくつかの因子は同定されているが、輸送経路の詳細や非対称局在のメカニズムは十分に理解されていない。本研究ではPIN蛋白質の輸送に関わる新規因子を同定し、それらの因子の機能解析を行うことによりPIN蛋白質の非対称局在の制御機構に関する理解を深めること目標としている。野生型シロイヌナズナの実生の根においては膜輸送の阻害剤であるbrefeldin A(BFA)の存在下では細胞内の膜系(エンドソーム)が凝集し、エンドサイトーシスされたPIN蛋白質は凝集したエンドソーム(BFA コンパートメント)に蓄積すると考えられている。我々が単離したben変異ではBFA存在下でPIN蛋白質のBFAコンパートメントへの凝集が阻害されることから、エンドサイトーシスからBFAの作用点までの輸送経路の間の経路に異常が生じていると考えられる。今年度はben2変異体を中心とした分子遺伝学的解析を進め、ben2変異の原因遺伝子を特定した。さらに、BEN2蛋白質がエンドソームに局在し、ben2変異によりその局在が乱れることを明らかにした。また、個体レベルの表現型の解析により、ben1;ben2二重変異体ではオーキシンの局所的蓄積の異常や発生パターンの異常が現れることを見いだした。これらの結果から、BEN2が関わる細胞内輸送経路はオーキシンの輸送を介した発生制御に重要であると考えられる。
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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
PIN蛋白質の輸送に関わる新規因子を同定するという目標を達成し、新規因子の発生における役割を見いだすこともできたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究代表者がスクリーニングにより単離した変異体を用いて、PIN蛋白質の輸送に関わる新規因子の同定が順調に進んでいる。今年度はBEN2遺伝子の同定と機能解析を中心として研究を進めたので、来年度はBEN2の解析を中心とした研究を完成させ、ben2変異体とは異なる輸送経路に異常を示すbex変異体の解析も進める予定である。これにより、PIN蛋白質の輸送経路の異なる段階に関わる因子を同定することができると期待している。それらの実験材料を用いてそれぞれの輸送経路がPIN蛋白質の非対称局在と発生制御にどのような役割を担っているかを探求したい。
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[Journal Article] Cytokinin modulates endocytic trafficking of PIN1 auxin efflux carrier to control plant organogenesis2011
Author(s)
Marhavy, P., Bielach, A., Abas, L., Abuzeineh, A., Duclercq, J., Tanaka, H., Parezova, M., Petrasek, J., Friml, J., Kleine-Vehn, J., Benkova, E.
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Journal Title
Developmental Cell
Volume: 21
Pages: 796-804
DOI
Peer Reviewed
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