Characterization of a novel plant cell division factor with high molecular mass

• Project/Area Number: 19570032
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: 植物生理・分子
• Research Institution: Hosei University
• Principal Investigator: NAGATA Toshiyuki Hosei University, 生命科学部, 教授 (10012519)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2008: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2007: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: ハビチュエーション / 馴化 / オーキシン / タバコBY-2細胞 / P-グリコタンパク質 / ABCトランスポーター / 植物細胞増殖 / 糖タンパク質 / P-グリコプロテイン / BY-2細胞

Research Abstract

植物細胞を培養するとき、オーキシンの添加は不可欠であるが、オーキシン無しでも増殖する場合が知られており、ハビチュエーション(馴化)と呼ばれているが、その成立の機構については、発見以来明らかにされていない。モデル植物細胞タバコ細胞BY-2に由来するタバコ培養細胞2B-13は、オーキシン独立栄養であり、ハビチュエーションの特徴的な性質を示す。このため、BY-2細胞と2B-13細胞の差異を探るうち、その原因は2B-13が細胞外へ分泌する糖タンパク質であると推定された。2B-13細胞の細胞外分泌物をオーキシン欠乏で増殖を停止したBY-2細胞に加えると、細胞分裂が誘導されるからである。そこで、本研究ではその活性成分を数種のカラムクロマトグラフィーにより精製し、MALDI/TOF/MSでその分子的同定を行ったところ、ABCトランスポーターとされる糖タンパク質のP-グリコタンパク質と同定された。しかしながら、これまで明らかにされているオーキシンの信号伝達経路とは未だ繋がらなかった。また、BY-2細胞の分泌する同様なタンパク質も二種類同定されたが、それらとの差異の解明はなお今後に残された。但し、オーキシン欠乏で増殖停止したBY-2細胞にオーキシンを加えると、これら糖タンパク質は細胞外に検出されるようになるので、オーキシンの信号伝達経路の一つの分岐であると推定された。これは、最近進展の著しいオーキシン信号伝達経路に更なる経路を与えるものであると判断している。

Research Products

• [Journal Article] A journey with plant cell division : Reflection at my halfway stop (2009)
  • Author(s): Nagata, T.
  • Journal Title: Progress in Botany (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A journey with plant cell division : Reflection at the half way stop (2009)
  • Author(s): Toshiyuki Nagata
  • Journal Title: Progress in Botany (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Temperature-dependent changes of cell shape during heterophyllous leaf formation in Ludwzgza arcuata (Onagraceae) (2008)
  • Author(s): Sato, M., Tsutsumi, M., Ohtsubo, E., Ni shi i, K., Kuwabara, A., Nagata, T.
  • Journal Title: Planta 226 Pages: 1017-1029
• [Journal Article] Temperature-dependent changes of cell shape during heterophyllous leaf formation in Ludwigia arcuata (Onagraceae) (2008)
  • Author(s): Masashi Sato, et al.
  • Journal Title: Planta 228 Pages: 27-36
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] オーキシン受容体と信号の流れ (2008)
  • Author(s): 清水隆, 長田敏行
  • Journal Title: 遺 伝 21 Pages: 41-44
• [Journal Article] Temperature-dependent changes of cell shape during heterophyllous leaf formation in Ludwigia arcuata(Onagraceae) (2008)
  • Author(s): Sato, M., et. al.
  • Journal Title: Planta in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] オーキシン受容体と信号の流れ (2008)
  • Author(s): 清水 隆、長田 敏行
  • Journal Title: 遺伝 62 Pages: 41-44
• [Journal Article] Plant cells have to gain a threshold K^+ level to re-enter cell cycle (2007)
  • Author(s): Sano, T., Becker, D., Ivashikina, N., Wegner, I., Zimmermann, U., Nagata, T., Hedrich, R.
  • Journal Title: Plant J. 50 Pages: 401-413
• [Journal Article] Developmental analyses of the phyllomorph fornation in the rosulate species Streptocarpus rexii(Gesneriaceae) (2007)
  • Author(s): Nishii, K. & Nagata, T.
  • Journal Title: Pl. Syst. Evol. 265 Pages: 135-145
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Understanding molecular basis of habituation (2009)
  • Author(s): Nagata, T., Shimizu, T.
  • Organizer: 2^<nd> EMBO Meeting on Frontiers of Plant Science Research
  • Place of Presentation: Cadiz, Spain
• [Presentation] Changes of cell division and elongation observed during heterophyllous leaf formation in Ludwzgza arcuata (Onagraceae) (2009)
  • Author(s): Kuwabara, A., Sato, M., Nagata, T.
  • Organizer: 2^<nd> EMBO Meeting on Frontiers of Plant Science Research
  • Place of Presentation: Cadiz, Spain
• [Presentation] Developmental plasticity observed in heterophyllous leaves of Ludwigia arcuata (Onagraceae) (2008)
  • Author(s): Toshiyuki Nagata
  • Organizer: Mini-Symposium on Plant Development
  • Place of Presentation: National Taiwan University (Taipei)
  • Year and Date: 2008-10-03
• [Presentation] イチョウの精子発見の意義 (2007)
  • Author(s): 長田 敏行
  • Organizer: 日本植物学会
  • Place of Presentation: 東京理科大学、野田市
  • Year and Date: 2007-09-09
• [Presentation] P-glycoprotein as a possible marker for habituation in plant cells (2007)
  • Author(s): Nagata, T., Shimizu, T.
  • Organizer: 1^<st> EMBO Meeting on Plant Mol
  • Place of Presentation: Biol. Ghent, Belgium
• [Book] Molecular Genetic Approaches to Maize Improvements. Biotechnology in Agriculture and Forestry. Vol.63. (Kriz, A.L., Larkins, B.A. eds.) (2008)
  • Author(s): Nagata, T. et al. (eds.)
  • Publisher: Springer- Verlag
• [Book] Plant Membrane and Vacuolar Transporters (2008)
  • Author(s): Toshio Sano, Toshiyuki Nagata
  • Publisher: CAB International
• [Book] Rice Biology in the Genomics Era. Bio- technology in Agriculture and Forestry Vol.62, (Hirano, H. et. al. eds.) (2007)
  • Author(s): Nagata, T. et al. (eds.)
  • Publisher: Springer-Verlag