植物細胞における表層微小管の配列変化機構の解析

• Project/Area Number: 13740470
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 生物形態・構造
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 村田 隆 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助教授 (00242024)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2002: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
• Keywords: 表層微小管 / γ-チューブリン / 遺伝子サイレンシング / タバコBY-2細胞 / RNAi

Research Abstract

表層微小管は植物細胞の細胞膜直下に配列する微小管で、細胞膜上で合成されるセルロース微繊維の配列を制御することにより細胞形態を制御すると考えられている。表層微小管の配列方向はさまざまなシグナルにより制御を受けるが、配列が変わる分子機構は不明である。本研究計画では、表層微小管の配列変化に微小管の重合/脱重合が必須かどうか解明することを目指した。
微小管の重合に必須と予想されるγ-チューブリンの発現を阻害することにより、表層微小管の重合をおさえた時の微小管の挙動を解析した。タバコγ-チューブリンの発現を阻害する二本鎖RNAをステロイドホルモンにより誘導できる安定形質転換体の単離をBY-2細胞で試みたが、γ-チューブリンのタンパク量が減少する系統は得られなかった。用いた誘導系の性質上、ステロイドホルモンを与えないときでも若干量の二本鎖RNAの発現が起こることが考えられるので、γ-チューブリンの発現阻害が起こった細胞は致死になったと予想している。次に、タバコ属植物N.benthamianaを用いて、ウイルスベクターを用いて遺伝子発現を抑制するシステムによりγ-チューブリン発現を減少させる実験を行った。ウイルス接種後に展開した葉のγ-チューブリン量は減少し、展開終了後の葉では微小管が完全に消失していた。葉肉細胞の形態は異常になり、細胞分裂の阻害も見られた。今後、微小管が部分的に残っていることが期待される発現抑制初期の葉の微小管配列を観察する予定である。この実験系で微小管の配列を検討することにより、微小管の重合が配列変化に必須か否かが推定できると考えている。