植物細胞の脱分化過程における増殖能再獲得の分子機構

• 研究課題/領域番号: 22370015
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 杉山 宗隆 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (50202130)
• 連携研究者: 大谷 美沙都 理化学研究所, バイオマス工学研究プログラム, 研究員 (60435633)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2012年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2011年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2010年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 脱分化 / 細胞増殖能 / プレ mRNA スプライシング / rRNA 生合成 / NAC 転写因子 / 温度感受性突然変異体 / サイトカイニン / シロイヌナズナ / プレmRNAスプライシング / NAC転写因子 / rRNA生合成 / 細胸増殖能 / ブロモデオキシウリジン / rRNA / snRNA

研究概要

胚軸の脱分化に関して強い温度感受性を示すシロイヌナズナの突然変異体を用いた分子遺伝学的解析により、プレmRNAスプライシング因子およびrRNA生合成因子のレベルが植物細胞の増殖能を規定しており、脱分化過程での増殖能再獲得にはこれらの因子の増大が必要であること、この増殖制御にNAC転写因子による増殖抑制が関与すること、細胞増殖に要求されるプレmRNAスプライシング能力はサイトカイニン濃度に応じて変化することが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Arabidopsis ROOT INITIATION DEFECTIVE 1, a DEAH-box RNA helicase involved in pre-mRNA splicing, is essential for plant development (2013)
  • 著者名/発表者名: Misato Ohtani, Taku Demura, Munetaka Sugiyama
  • 雑誌名: The Plant Cell 巻: 25(印刷中) 号: 6 ページ: 2056-2069
  • DOI: 10.1105/tpc.113.111922
  • 査読あり
• [雑誌論文] How do 'housekeeping genes' control organogenesis? -unexpected new findings on the role of housekeeping genes in cell and organ differentiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Tsukaya
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 126 号: 1 ページ: 3-15
  • DOI: 10.1007/s10265-012-0518-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinematic study of root elongation in Arabidopsis thaliana with a novel image-analysis program (2013)
  • 著者名/発表者名: Akitoshi Iwamoto, Eri Kondo, Hirotomo Fujihashi, Munetaka Sugiyama
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 126 号: 1 ページ: 187-192
  • DOI: 10.1007/s10265-012-0523-5
  • NAID: 10031145628
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue organization of fasciated lateral roots of Arabidopsis mutants suggestive of the robust nature of outer layer patterning (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurataka Otsuka, Munetaka Sugiyama
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 125 号: 4 ページ: 547-554
  • DOI: 10.1007/s10265-011-0471-5
  • NAID: 10030803960
  • 査読あり
• [雑誌論文] A missense mutation in the glucosamine-6-phosphate N-acetyltransferase-encoding gene causes temperature-dependent growth defects and ectopic lignin deposition in Arabidopsis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Mamoru Nozaki
  • 雑誌名: The Plant Cell 巻: 24 号: 8 ページ: 3366-3379
  • DOI: 10.1105/tpc.112.102806
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic identification of Arabidopsis RID2 as an essential factor involved in pre-rRNA processing (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwai Ohbayashi, Mineko Konishi, Kazuo Ebine, Munetaka Sugiyama
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 67 号: 1 ページ: 49-60
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04574.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Particular significance of SRD2-dependent snRNA accumulation in polarized pattern generation during lateral root development of Arabidopsis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Misato Ohtani
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 巻: 51 ページ: 2002-2012
  • NAID: 10028056369
  • 査読あり
• [学会発表] 側根原基形成時の細胞分裂制御におけるミトコンドリアmRNA代謝の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山 宗隆
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山）
• [学会発表] NAC転写因子の機能欠損によるas2 rpl4dが示す葉の背軸化の抑制 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堀口 吾朗
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山）
• [学会発表] リボソーム機能の不全はNAC転写因子ANAC082を介して発生過程に影響する (2013)
  • 著者名/発表者名: 大林 祝
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山）
• [学会発表] サイトカイニン依存的な温度感受性を示すシロイヌナズナ突然変異体rrd4の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田 拓之
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山）
• [学会発表] Critical roles of Arabidopsis RID1, a DEAH-box RNA helicase, in organogenesis in vitro and in planta (2012)
  • 著者名/発表者名: MiSato Ohtani
  • 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(京都)
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] シロイヌナズナにおける扁平で左右相称な葉の形成の仕組み:ASYMMETRIC LEAVES2(AS2)/AS1タンパク質による制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 町田泰則
  • 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(京都)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] シロイヌナズナASYMMETRIC LEAVES2遺伝子とリボソームRNA前駆体のプロセシングに関わる因子は葉の軸性の確立に必要である (2012)
  • 著者名/発表者名: 松村葉子
  • 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(京都)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] シロイヌナズナの根端成長に関する数理モデルを用いた定量解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩元明敏
  • 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(京都)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Cell proliferation control depending on the capacity of essential RNA processing is mediated by a NAC transcription factor in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwai Ohbayashi, Yoko Matsumura, Misato Ohtani, Hitoshi Onouchi, Yasunori Machida, Munetaka Sugiyama
  • 学会等名: 23rd International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Vienna, Austria
• [学会発表] Critical roles of RID1, a DEAH-box RNA helicase involved in pre-mRNA splicing, for organogenesis in vitro and in planta (2012)
  • 著者名/発表者名: Misato Ohtani
  • 学会等名: 23rd International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Hofburg Imperial Palace （Vienna, Austria）
• [学会発表] Role of mitochondria in the restriction of formative cell division at the initial stage of lateral root primordium development (2012)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Sugiyama
  • 学会等名: 23rd International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Hofburg Imperial Palace （Vienna, Austria）
• [学会発表] Cell proliferation control depending on the capacit of essential RNA processing is mediated by a NAC transcription factor in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwai Ohbayashi
  • 学会等名: 23rd International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Hofburg Imperial Palace （Vienna, Austria）
• [学会発表] 顕微鏡画像を用いた根端成長の数理モデル解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩元 明敏
  • 学会等名: 日本植物学会 第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学（姫路）
• [学会発表] シロイヌナズナ温度感受性突然変異体lignescensにおける異常なリグニン蓄積について (2012)
  • 著者名/発表者名: 野崎 守
  • 学会等名: 日本植物学会 第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学（姫路）
• [学会発表] rpl4d as2の葉が背軸化する表現型を抑圧するszk1-D変異株の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田 浩貴
  • 学会等名: 日本植物学会 第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学（姫路）
• [学会発表] シロイヌナズナASYMMETRIC LEAVES2遺伝子とリボソームRNA前駆体のプロセシング因子の不全が葉の向背軸性の確立にもたらす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松村 葉子
  • 学会等名: 日本植物学会 第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学（姫路）
• [学会発表] 道管細胞への分化運命を左右するキナーゼの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 近藤 侑貴
  • 学会等名: 日本植物学会 第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学（姫路）
• [学会発表] シロイヌナズナのNAC転写因子ANAC082はrRNA生合成の異常時に細胞増殖を抑制する (2012)
  • 著者名/発表者名: 大林 祝
  • 学会等名: 日本植物学会 第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学（姫路）
• [学会発表] 葉序の基本定理について (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉山 宗隆
  • 学会等名: 日本植物学会 第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学（姫路）
• [学会発表] Involvement of mitochondrial mRNA metabolism in the restriction of formative cell division at the initial stage of lateral root primordium development (2012)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Sugiyama
  • 学会等名: Frontiers in Plant RNA Research 2012
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 招待講演
• [学会発表] Cell proliferation control depending on the capacity of essential RNA processing is mediated by a NAC transcription factor in Arabidopsis (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwai Ohbayashi
  • 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(横浜)
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] シロイヌナズナ葉ディスクを用いた木部・師部分化系の確立 (2011)
  • 著者名/発表者名: 近藤侑貴
  • 学会等名: 第75回日本植物学会大会
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2011-09-19
• [学会発表] 側根形成初期における細胞分裂域の制御機構:RNA代謝系の関与の可能性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大塚蔵嵩
  • 学会等名: 第75回日本植物学会大会
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] ゲノム倍数化かシロイヌナズナの根端成長に及ぼす影響の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 近藤衣里
  • 学会等名: 第75回日本植物学会大会
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] NAC型転写因子ANAC082を介した細胞増殖の負の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大林祝
  • 学会等名: 第75回日本植物学会大会
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] 細胞分裂再開過程におけるpre-mRNAスプライシング活性制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大谷美沙都
  • 学会等名: 第75回日本植物学会大会
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Differential requirement for the supply of essential RNAs, such as snRNAs and rRNAs, in various aspects of plant development (2011)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Sugiyama
  • 学会等名: XVIII International Botanical Congress
  • 発表場所: MCEC (Melbourne, Australia)
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] Phenotypic and molecular characterization of temperature-sensitive mutants of Arabidopsis that form fasciated roots under the restrictive temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurataka Otsuka
  • 学会等名: XVIII International Botanical Congress
  • 発表場所: MCEC (Melbourne, Australia)
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] Analysis of lignescens, a novel temperature-sensitive mutant of Arabidopsis exhibiting ectopic lignin deposition (2011)
  • 著者名/発表者名: Mamoru Nozaki
  • 学会等名: XVIII International Botanical Congress
  • 発表場所: MCEC (Melbourne, Australia)
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] シロイヌナズナASYMMETRIC LEAVES2遺伝子とrRNA前駆体のプロセシングに関わるDEAD box RNA helicaseの変異は葉の軸性の確立に影響する (2011)
  • 著者名/発表者名: 松村葉子
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] 制限温度下で帯化根を形成するシロイヌナズナ温度感受性変異体rrd1、rrd2、rid4の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉山宗隆
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2011-03-21
• [学会発表] ゲノム倍数化がシロイヌナズナの根端成長へ及ぼす影響の定量的比較解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 近藤衣里
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] Differential requirement for the supply of essential RNAs, such as snRNAs and rRNAs, in various aspects of plant development (2011)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Sugiyama, Iwai Ohbayashi, MisatoOhtani
  • 学会等名: XVIII International Botanical Congress
  • 発表場所: Melbourne, Australia
• [学会発表] シロイヌナズナasymmetric leavesl (as1)及びas2変異体背景で向背軸形成に異常を生じる変異体の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林里香
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学(春日井)
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] 制限温度下で異所性リグニン沈着を示すシロイヌナズナ温度感受性突然変異体lignescensの原因遺伝子 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野崎守
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学(春日井)
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] シロイヌナズナ側根形成におけるSRD2依存的なsnRNA蓄積の重要性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大谷美沙都
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学(春日井)
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] ASYMMETRIC LEAVES2(AS2)とrRNAのプロセッシングに関わる因子の変異は葉の向背軸性の確立に影響する (2010)
  • 著者名/発表者名: 松村葉子
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学(春日井)
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] シロイヌナズナ2倍体と4倍体の根端成長に関する定量的比較解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 近藤衣里
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学(春日井)
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] 脱分化・細胞増殖再活性化に異常を示すシロイヌナズナ変異体rid2とその抑圧変異sriwlの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大林祝
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学(春日井)
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] Analysis of the inhibitory action of 5-bromo-2'-deoxyuridine against dedifferentiation of Arabidopsis thaliana. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenro Imamura
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2010-06-08
• [学会発表] Significance of pre-mRNA splicing capacity control in dedifferentiation and organogenesis in Arabidopsis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Misato Ohtani
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2010-06-08
• [学会発表] Kinematic analysis of ploidy effects on root apical growth in Arabidopsis thaliana. (2010)
  • 著者名/発表者名: Akitoshi Iwamoto
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2010-06-08
• [学会発表] Requirement for the RID3-dependent negative control of cell proliferation in de novomornhogenesis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Munetaka Sugiyama
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2010-06-07
• [学会発表] Analysis of rid2, a temperature-sensitive mutant that is defective in pre-rRNA processing and in several aspects of cell proliferation, and its suppressor mutant, sriwl. (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwai Ohbayashi
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2010-06-07
• [学会発表] Mutations in ASYMMETRIC LEAVES2 and a DEAD-BOX RNA HELICASE required for the rRNA processing synergistically impair the establishment of the leaf polarity in Arabidopsis thaliana. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoko Matsumura
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2010-06-07
• [学会発表] Analysis of rrd1, rrd2, and rid4, temperature-sensitive mutants of Arabidopsis that form fasciated roots under the restrictive temperature. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kurataka Otsuka
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2010-06-07
• [備考]
  • URL: http://www.bg.s.u-tokyo.ac.jp/koishikawa/research/sugi-lab/sugi-1.html
• [備考] 植物生理学グループ
  • URL: http://www.bg.s.u-tokyo.ac.jp/koishikawa/research/sugi-lab/sugi-1.html
• [備考]
  • URL: http://www.bg.s.u-tokyo.ac.jp/koishikawa/research/sugi-lab/sugi-1.html
• [備考]
  • URL: http://www.bg.s.u-tokyo.ac.jp/koishikawa/research/sugi-lab/sugi-1.html