高等植物の気孔形成における細胞の分裂および相称的形態構築の分子機構

Research Project

Project/Area Number	14036226
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Biological Sciences
Research Institution	Shimane University
Principal Investigator	中川強島根大学, 遺伝子実験施設, 助教授 (30202211)
Project Period (FY)	2002
Project Status	Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help	¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000) Fiscal Year 2002: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Keywords	気孔 / 孔辺細胞 / シロイヌナズナ / 細胞質分裂 / 受容体型キナーゼ / ゲートウェイクローニング / 小胞輸送 / Sec31
Research Abstract	気孔形成突然変異体shabondama40およびMC79の解析を行うためGateway Cloningが可能なバイナリーベクターの開発を行った。このベクターシリーズ(pGWB)を用いることにより、GUS、GFP、6His、FLAG、3HA、4Myc、10Myc、GST、T7およびTAPの各種レポーター・タグとの融合遺伝子を容易に構築することが可能となった。 shabondama40は孔辺母細胞の細胞質分裂が不完全な変異体で、その原因遺伝子は出芽酵母Sec31のホモログである。Sec31pはSec13pと複合体を形成し、ER膜からの小胞出芽の過程で働いている。植物の細胞質分裂では細胞板への小胞輸送が重要であるが、変異によりこの過程が影響を受け、細胞質分裂阻害を引き起こしていると推察された。そこでこの現象の制御系を解析するためにpGWBを用いてshabondama40-TAP遺伝子を作製し植物に導入した。 MC79は孔辺細胞の伸長方向や湾曲方向が異常になる細胞形態構築の突然変異体で、その原因遺伝子はロイシンリッチリピートを持つ受容体型キナーゼであった。孔辺細胞の対称的な細胞形態構築の情報伝達系の因子であることが予想された。MC79-GFPをシロイヌナズナに導入したところ、細胞膜でGFPの蛍光が観察された。このことより細胞膜に局在することが示された。MC79pro::MC79-GUSをシロイヌナズナに導入したところ、メリステモイド、孔辺母細胞および未発達な孔辺細胞でGUSの染色が観察された。このことからMC79は早いステージで発現し、形態構築の初期過程に関与していることが示された。またMC79のパートナーやリガンドを探索するためにMC79pro::MC79-TAP遺伝子を構築し、シロイヌナズナに導入した。以上の研究により細胞の形態構築の制御系に関する理解が深まった。