孔辺細胞の背腹性・形態構築を制御する信号伝達系の解明

• 研究課題/領域番号: 21570046
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 島根大学
• 研究代表者: 中川 強 島根大学, 総合科学研究支援センター, 教授 (30202211)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 植物ホルモン / 成長整理 / 全能性 / 植物 / シロイヌナズナ / 気孔 / 孔辺細胞 / 形態形成 / 受容体型キナーゼ / 低分子量分泌タンパク質 / 信号伝達 / 微小管 / 形熊形成

研究概要

植物の葉の表面には気孔と呼ばれる小さい穴が存在し、光合成における二酸化炭素の取り込む役割を果たしている。気孔は植物の生存、大気環境の維持など、我々の生活にも大きな貢献をしている重要な器官であり、研究対象として興味がつきない。気孔はソラマメの形をした孔辺細胞2個が向かい合うことによって形成される。孔辺細胞は最初は一様な形をしているが、発達に伴いソラマメのように曲がってゆき、腹側(曲がった内側)、背側(曲がった外側)の区別がはっきりしてくる。これに伴い、細胞壁の成分や細胞骨格も背と腹で違いが生じる。本研究ではこのような1個の細胞における極性(背と腹の違い)を生じさせるタンパク質を発見し、その仕組みの解明を行った。背と腹の違いは、受容体型キナーゼと呼ばれるタンパク質が、まず孔辺細胞の背側の細胞膜にのみ存在することで生じることが明らかにした。また、背側細胞膜にのみ存在するため、特別なタンパク質構造が必要であることも明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Expression analysis of Arabidopsis thaliana small secreted protein genes (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, S., Suzuki, T., Kawamukai, M. and Nakagawa, T.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 76 ページ: 436-446
  • NAID: 10030750247
• [雑誌論文] Two Sec13 homologs, AtSec13A and AtSec13B, redundantly contribute to the formation of COPII transport vesicle in Arabidopsis thaliana (2011)
  • 著者名/発表者名: Hino, T., Tanaka, Y., Kawamukai, M., Nishimura, K., Mano, S. and Nakagawa, T.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 75 ページ: 1848-1852
• [雑誌論文] Development of a series of Gateway binary vectors possessing a tunicamycin resistance gene as a marker for the transformation of Arabidopsis thaliana (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Y., Nakamura, S., Kawamukai, M., Koizumi, N., Nakagawa, T.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 75 ページ: 804-807
  • NAID: 10028272038
• [雑誌論文] Novel vector systems to accelerate functionall analysis of transcription factors using chimeric repressor gene-silencing technology (CRES-T) (2011)
  • 著者名/発表者名: Oshima, Y., et al.
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 28 ページ: 201-210
  • 査読あり
• [雑誌論文] Live-cell imaging reveals the dynamics of two sperm cells during double fertilization in Arabidopsis thaliana (2011)
  • 著者名/発表者名: Hamamura, Y., et al.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 21 ページ: 497-502
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gateway binary vectors with the bialaphos resistance gene bar, as a selection marker for plant transformation (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, S., Mano, S., Tanaka, Y., Ohnishi, M., Nakamori, C., Araki, M., Niwa, T., Nishimura, M., Kaminaka, H., Nakagawa, T., Sato, Y. and Ishiguro, S.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 74 ページ: 1315-1319
  • NAID: 10027556769
• [雑誌論文] Gateway binary vectors with the bialaphos resistance gene, bar, as a selection marker for plant transformation (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S., et al.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 74 ページ: 1315-1319
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Arabidopsis FLAKY POLLEN1 gene encodes a 3-hydroxy-3-methylglutaryl-Coenxyme A synthase required for development of tapetum-specific organelles and fertility of pollen grains (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro, S., et al.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 51 ページ: 896-911
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Gateway binary vectors, R4L1pGWBs, for promoter analysis in higher plants (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, S., Nakao, A., Kawamukai, M., Kimura, T., Ishiguro, S. and Nakagawa, T.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 73 ページ: 2556-2559
  • NAID: 10027548374
• [雑誌論文] Gateway vectors for plant transformation (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, T., Ishiguro, S. and Kimura, T.
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 26 ページ: 275-284
  • NAID: 10024853760
• [雑誌論文] Development of Gateway Binary Vectors, R4L1pGWBs, for promoter analysis in highter plants. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S., et al.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 73 ページ: 2556-2559
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstitution of Arabidopsis thaliana SUMO pathways in E. coli : functional evolution of SUMO machinery proteins and mapping of SUMOylation sites by mass spectrometry. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okada, S., et al.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 50 ページ: 1049-1061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gateway vectors for plant transformation (Invited review) (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa T., et al.
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 26 ページ: 275-284
  • 査読あり
• [学会発表] 植物形質転換用リサイクルベクターシステムの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 芝原健太, ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] シロイヌナズナキチン受容体の細胞内分子挙動の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安川大喜, ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] BiFC法によるシロイヌナズナクラスリンサブユニット間の相互作用の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川翔太, ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] シロイヌナズナの花器官発達におけるCOPII小胞輸送の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中優史, ら
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Recycling vector system for multi-gene construct. Stable expression of multi-gene in plant cells- (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakao, A., Shibahara, K., Kato, K., Tachiki, K., Kimura T., Nakagawa, T.
  • 学会等名: 第34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: 2011-12-14
• [学会発表] 複数遺伝子導入が可能な植物形質転換用リサイクルベクターシステムの開発と安定発現条件の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中尾彰秀, ら
  • 学会等名: 第34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: 2011-12-14
• [学会発表] 分裂酵母でのCoQ10生産性の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 細野耕司, ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都(非開催)
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] シロイヌナズナクラスリン被覆の構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川翔太, ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都(非開催)
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] シロイヌナズナのクラスリン軽鎖と重鎖の相互作用の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村浩二
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 第52回年会講演要旨集
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] シロイヌナズナの発達におけるCOPII構成因子ATSEC23の機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中優史, ら
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 第52回年会講演要旨集
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] 植物形質転換用リサイクルベクターシステムの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中尾彰秀、加藤晃、立木賢輔、木村哲哉、中川強
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 大会講演要旨集
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] ビアラフォス、ツニカマイシン選択が可能な植物形質転換用Gatewayバイナリベクターシリーズの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中優史、中村真也、真野昌二、大西真人、川向誠、佐藤豊、石黒澄衞、小泉望、中川強
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 大会講演要旨集
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] ホルムアルデヒド(HCHO)を固定し同化する代謝酵素の合成遺伝子を導入したイネの作成と解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木詩織, ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 2011年度大会講演要旨集
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] ビアラフォス、ツニカマイシン選択が可能な植物形質転換用Gatewayバイナリベクターシリーズの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中優史, ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 2011年度大会講演要旨集
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] 植物形質転換用リサイクルベクターシステムの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中尾彰秀, ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 2011年度大会講演要旨集
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] 分裂酵母の有性生殖過程を亢進させるsam変異の原因遺伝子の同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大石和義, ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 2011年度大会講演要旨集
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] CoQ整合性に必須なPHB:ポリプレニルニリン酸転移酵素の特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 林和弘, ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 2011年度大会講演要旨集
  • 年月日: 2011-03-05
• [学会発表] 植物の気孔形成に働く受容体型キナーゼ信号伝達系の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村真也、川向誠、中川強
  • 学会等名: 第33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: 2010-12-12
• [学会発表] ビアラフォス耐性遺伝子(bar)をもった植物形質転換用Gatewayバイナリーベクターの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中優史、中村真也、真野昌二、大西真人、佐藤豊、石黒澄衞、中川強
  • 学会等名: 第33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: 2010-12-08
• [学会発表] 植物の気孔形成に働く受容体型キナーゼ信号伝達系の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村真也, ら
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] ビアラフォス耐性遺伝子(bar)をたった植物形質転換用Gatewayバイナリーベクターの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中優史, ら
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] 白色腐朽菌リグニン分解酵素遺伝子の植物への導入とその解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 領木智哉
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] 植物用2遺伝子クローニングシステムの開発と利用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中尾彰秀, 中村真也, 川向誠, 木村哲哉, 中川強
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 分裂酵母のコエンザイムQ生合成不能株における硫黄代謝制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古田奈々, ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 高等真核生物のコエンザイムQ生合成遺伝子の同定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林和弘, ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] 植物用2遺伝子クローニングシステムの開発と利用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中尾彰秀, ら
  • 学会等名: 日本農芸化学会2010年度大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるアスコルビン酸応答遺伝子の探索 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高用順, ら
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] シロイヌナズナCOPll輸送小胞の被覆構成因子ATSEC23, ATSEC24の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中優史, ら
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 植物の気孔形成に働く受容体型キナーゼ信号伝達系の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村真也, 川向誠, 中川強
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] 植物の気孔形成に働く受容体型キナーゼ信号伝達系の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村真也, ら
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] シロイヌナズナのCOPll被覆構成因子ATSEC23, ATSEC24の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中優史, ら
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] 分裂酵母の有性生殖を亢進させるsam2変異株の原因遺伝子のスクリーニング (2009)
  • 著者名/発表者名: 大石和義, ら
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-11
• [図書] Gateway vectors for plant genetic engineering : Overview of plant vectors, application for Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC) and multigene construction. In Genetic Engineering, Genetic Engineering-Basics, New Applications and Responsibilities (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Y., et al
  • 総ページ数: 24
  • 出版者: Intech Open Access Publisher
• [図書] Gateway vectors for plant genetic engineering : Overview of plant vectors, application for Bimolecular Fluorescence Complementation(BiFC) and multigene construction (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Y., Kimura, T., Hikino, K., Goto, S., Nishimura, M., Mano, S. and Nakagawa, T.
  • 出版者: Intech Open Access Publisher
• [図書] 植物ベクター開発への応用「Gatewayを用いた遺伝子導入マニュアル」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村真也, 中川強
  • 出版者: Springer Japan
• [図書] 植物ベクターへの応用「Gatewayを用いた遺伝子導入マニュアル」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村真也、中川強
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: シュプリンガージャパン
• [備考]
  • URL: http://shimane-u.org/nakagawa/index.htm
• [備考]
  • URL: http://shimane-u.org/nakagawa/index.htm
• [備考]
  • URL: http://shimane-u.org/nakagawa/index.htm