形態異常を呈する植物リン脂質生合成欠損株の細胞内膜動態の観察

• 研究課題/領域番号: 17051004
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 西田 生郎 埼玉大学, 大学院理工学研究科, 教授 (40189288)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円); 2006年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2005年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
• キーワード: ホスファチジルエタノールアミン / ミトコンドリア / CDP-エタノールアミン合成 / 初期胚発生異常 / 細胞分裂異常 / 細胞伸長異常 / シロイヌナズナ / 細胞間隙形成低下

研究概要

ロゼット葉のmgタンパク質あたりのCDP-エタノールアミン合成活性(PECT活性)が野生型の25.9%に低下したpect1-4変異株、null変異株pect1-6、およびこれらのF1変異株pect1-4/pect1-6(PECT活性は19.4%に低下)について、配偶子形成、胚発生、および胞子体形成における影響を調べた。その結果、胚発生では、PECT1は8細胞期以降の発達に必須であり、PECT1遺伝子発現の低下は、胚発達の遅延や8細胞期以降での胚性致死も引きおこすことを明らかにした。しかし、pect1-6,/PECT1と野生型との相反交雑実験から、配偶子の発達と受精には配偶体世代のPECT1遺伝子は必要ないことを明らかにした。一方、胞子体レベルでは、PECT1遺伝子の発現があるレベル(20〜25%)以下に低下すると、個体の綾化を引き起こし、葯の形成不全や胚嚢の形成異常などを引きおこす割合が高くなることを明らかにした。すべてのpect1表現型は、個体全体でPECT1遺伝子を発現させると完全に回復するが、一部のロゼット葉や花芽に誘導的にPECT 1cDNAを発現させても、誘導した部位の異常は部分的にしか回復しないことから、変異組織間の相互作用がより厳しいpect1表現型をもたらしていると考えられる。pect1個体では、ミトコンドリアを特異的に染色するマイトトラッカーの染色像に異常が見られた。変異表現型とオルガネラ機能との因果関係を立証するために、pect1-4変異体からミトコンドリアを単離する系を確立した。今後、ミトコンドリアやその他のオルガネラ膜をもちいた脂質分析が必要である。

研究成果

• [雑誌論文] Significance of C16-fatty acids in the sn-2 positions of glycerolipids in the photosynthetic growth of Synechocystis sp. PCC6803. (2006)
  • 著者名/発表者名: Okazaki K., Sato N., Tsuji N., Tsuzuki, Nishida, I.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 141 ページ: 546-556
• [雑誌論文] Defects in CTP : PHOSPHORYLETHANOLAMINE CYTIDYLYLTRANSFERASE affect embryonic and postembryonic development in Arabidopsis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mizoi, J., Nakamura, M., Nishida, I.
  • 雑誌名: Plant Cell 18 ページ: 3370-3385
• [雑誌論文] Colonization by the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus versiforme induces a defense response against the root-knot nematode Meloidogyne incognita in the grapevine (Vitis amurensis Rupr.), which includes transcriptional activation of the class III chitinase gene VCH3. (2006)
  • 著者名/発表者名: Li, H.-Y., Yang, G.-D., Shu, H.-R., Yang, Y.-T., Ye, B.-X., Nishida, I., Zheng, C.-C.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 47 ページ: 154-163
  • NAID: 10017158240
• [雑誌論文] Response to darkness of late-responsive dark-inducible genes is positively regulated by leaf age and negatively regulated by calmodulin-antagonist-sensitive signalling in Arabidopsis thaliana. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujiki, Y., Nakagawa, Y., Furumoto, T., Satoko Yoshida, S., Biswal, B., Ito, M., Watanabe, A., Nishida, I.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 46 ページ: 1741-1746
  • NAID: 10018281360
• [図書] 蛋白質核酸酵素 増刊号 「環境と生物ストレス応答」低温におけるリン脂質代謝の逆遺伝学的解析と展望 (2007)
  • 著者名/発表者名: 西田生郎
  • 出版者: 共立出版(印刷中)