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環境シグナル応答性の細胞壁構造タンパク質の機能と細胞壁内移行

研究課題

研究課題/領域番号 19039003
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東北大学

研究代表者

西谷 和彦  東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (60164555)

研究分担者 横山 隆亮  東北大学, 大学院・生命科学研究科, 講師 (90308023)
横山 隆亮  東北大学, 大学院・生命科学研究科, 講師 (90302083)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
2008年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2007年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード植物 / タンパク質 / 細胞壁 / プロテオーム / 分泌
研究概要

シロイヌナズナ花茎の二次細胞壁形成に関わる数種の細胞壁遺伝子群の発現は、花茎を横倒しにすると減少し、逆に荷重を掛けることにより増加することを明らかにした。この結果は、シロイヌナズナ花茎の二次壁形成が花茎に掛かる負荷を何らかの形で感受して制御されているとする仮説を支持している。シロイヌナズナ花茎の基部にAtPME61はペクチンを脱メチル化する酵素をコードし, シロイヌナズナ花茎基部の皮層の特定の細胞列で特異的に発現していることを実証した, このタンパク質機能の欠損により花茎の力学的強度が低下し, 支持組織機能に支障が生じた。ヒメツリガネゴケゲノム内に32のXTH遺伝子(PpXTHs)のORFを同定し, 個々の遺伝子についての組織特異的発現様式を明らかにした。更に, GUS融合タンパク質を発現させた形質転換体を用いてPpXTH32が原子体の原形質内に局在することを見いだした。これらの結果は, 維管束植物とは異なる進化戦略をとって, 陸上で生きるコケの形態形成においてもXTH遺伝子群が組織特異的役割を担っていることを示している点で興味深い。細胞壁タンパク質のファミリーのメンバーの中にも細胞内に局在するものがある点も興味深い。OsXTH19がイネのキシログルカンに作用し, 細胞伸長の制御に関わることを組換えタンパク質による酵素反応機構およびRNAi形質転換体の解析より明らかにした。grp1変異体を用いて解析を進めてきたグリシンリッチ糖タンパク質GRP1の機能と分泌後の細胞壁中移行に関する研究は, 変異体の機能解析が困難であることが判明したため実施を取りやめた。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (21件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The AtXTH28 gene, a xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase is invol ved in automatic self-pollination in Arabidopsis thaliana.2009

    • 著者名/発表者名
      Kasumi Kurasawa
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology 50

      ページ: 413-422

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reverse genetic approach to exploring genes responsible for cell-wall dy namics in supporting tissues of Arabidopsis thalianaunder microgravity conditions.2007

    • 著者名/発表者名
      Koizumi K, Yokoyama R, Kamada M, Omori K, Ishioka N, Takeoka H, Shimazu T, Nishitani K
    • 雑誌名

      Biological Sciences in Space 21

      ページ: 48-55

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] JAXA Space plant research on the ISS with European modular cultivation system.2007

    • 著者名/発表者名
      Kamada M, Omori, K, Nishitani K, Hoson T, Shimazu T, Ishioka N
    • 雑誌名

      Biological Sciences in Space 21

      ページ: 62-66

    • NAID

      10019793571

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イネ, ソルガム, サトウキビの茎葉部炭素成分の品種間変異2009

    • 著者名/発表者名
      近藤始彦
    • 学会等名
      日本作物学会第227回講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場エポカルつくば
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] イネのエンド型キシログルカン転移酵素/加水分解酵素(XTH)の機能解析2009

    • 著者名/発表者名
      原吉直
    • 学会等名
      第50回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-03-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの花茎形成におけるペクチンメチルエステラーゼの機能2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤香梨
    • 学会等名
      第50回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-03-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケの新規エンド型転移酵素/加水分解酵素(XTH)遺伝子群の機能解析2009

    • 著者名/発表者名
      横山隆亮
    • 学会等名
      第50回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-03-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの細胞壁関連タンパク質の分解・回収機構の解明2008

    • 著者名/発表者名
      原田晋吾
    • 学会等名
      日本植物学会東北支部第21回福島大会
    • 発表場所
      福島大学
    • 年月日
      2008-12-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ花茎におけるペクチンメチルエステラーゼの機能2008

    • 著者名/発表者名
      佐藤香梨
    • 学会等名
      日本植物学会東北支部第21回福島大会
    • 発表場所
      福島大学
    • 年月日
      2008-12-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの花茎支持組織構築に関わる遺伝子群の解析機能2008

    • 著者名/発表者名
      小泉健人
    • 学会等名
      日本植物学会東北支部第21回福島大会
    • 発表場所
      福島大学
    • 年月日
      2008-12-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] イネのエンド型キシログルカン転移酵素/加水分解酵素(XTH)の機能2008

    • 著者名/発表者名
      原吉直
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2008-12-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙実験による植物の機械刺激応答性遺伝子群の転写制御機構解明2008

    • 著者名/発表者名
      西谷和彦
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第22回大会
    • 発表場所
      奈良県立医科大学
    • 年月日
      2008-09-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ESA開発実験装置EMCSを用いたCell Wall/Resist Wallシロイヌナズナ生育実験概要2008

    • 著者名/発表者名
      西谷和彦
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第22回大会
    • 発表場所
      奈良県立医科大学
    • 年月日
      2008-09-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] イネのキシログルカン転移酵素/加水分解酵素(XTH)の機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      原吉直
    • 学会等名
      日本植物学会72回大会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケのエンド型キシログルカン転移酵素/加水分解酵素(PpXTH)遺伝子ファミリーの解析2008

    • 著者名/発表者名
      上垣陽平
    • 学会等名
      日本植物学会72回大会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 陸上植物の細胞壁機能の進化2008

    • 著者名/発表者名
      横山隆亮, 西谷和彦
    • 学会等名
      第49回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2008-03-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Cell-type specific roles for members of the XTH family of proteins in plants2008

    • 著者名/発表者名
      Nishitani K, Yokoyama R, Osato Y, Matsui A, Kurasawa K, Hara Y, Uwagaki Y
    • 学会等名
      Frontier in Plant Proteome Research
    • 発表場所
      つくば農林ホール
    • 年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの支持組織形成に関わる遺伝子機能解明を目指した宇宙実験,Cell Wall2008

    • 著者名/発表者名
      小泉健人, 横山隆亮, 鎌田源司, 大森克徳, 石岡憲昭, 嶋津徹, 西谷和彦
    • 学会等名
      第24回宇宙利用シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-01-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 陸上植物のエンド型キシログルカン転移酵素/加水分解酵素遺伝子ファミリーの比較解析2007

    • 著者名/発表者名
      横山隆亮, 原田太郎, 西谷和彦
    • 学会等名
      第28回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2007-12-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの花茎形成における細胞壁関連遺伝子群の包括的な機能解析2007

    • 著者名/発表者名
      野上三貴, 小泉健人, 横山隆亮, 西谷和彦
    • 学会等名
      第28回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2007-12-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] A role of plasma membrane H+-ATPase in anoxic tolerance of pondweed turions.2007

    • 著者名/発表者名
      Hara Y, Yokoyama R, Nishitani K, Ishizawa K
    • 学会等名
      9th Conference of the International Society for Plant Anaerobiosis
    • 発表場所
      松島大観荘
    • 年月日
      2007-11-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 花茎の形態形成と細胞壁関連遺伝子2007

    • 著者名/発表者名
      横山隆亮, 西谷和彦
    • 学会等名
      日本植物学会71回大会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2007-09-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Cell-type specific roles for XTH family of proteins2007

    • 著者名/発表者名
      Osato Y. Matsui A., Kurasawa K, Yokoyama R, Nishitani K
    • 学会等名
      Copenhagen 2007 XI Cell Wall Meeting
    • 発表場所
      Copenhagen
    • 年月日
      2007-08-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Functional analyses of an Arabidopsis cell wall genes involved in physical properties of xylem cell wall proteins2007

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama R, Nishitani K.
    • 学会等名
      Copenhagen 2007 XI Cell Wall Meeting
    • 発表場所
      Copenhagen
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/nishitani_lab/index.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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