ケミカルジェネティクスによる二次細胞壁成分合成機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23770054
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 米田 新 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (50553715)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: ケミカルバイオロジー / 道管 / 原生木部道管 / 二次細胞壁 / サルフォンアミド / サルファメチゾール / 表層微小管 / 細胞壁 / 細胞骨格 / 道菅 / パターン形成 / ケミカル・ジェネティクス

研究成果の概要

木部道官を構成する道管細胞は、周囲に硬く厚い二次細胞壁を形成するという特徴がある。この二次細胞壁形成制御機構を明らかにするために、本研究では二次細胞壁形成に変化を起こす新奇生理活性小分子化合物のケミカルスクリーニングを行った。その結果、サルファメチゾール(SMZ)という、本来らせん模様の二次細胞壁に多数の分岐や湾曲をもたらす新規の生理活性物質を発見した。また、道管細胞分化過程特異的に微小管束を湾曲・分岐させることから、SMZは原生木部道管形成時に微小管の配向制御因子の阻害剤であると考えられる。SMZは道管細胞における二次細胞壁形成機構を研究する上で有用なツールになると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Multiple classes of transcription factors regulate the expression of VASCULAR-RELATED NAC-DOMAIN7, a master switch of xylem vessel differentiation (2015)
  • 著者名/発表者名: Endo H, Yamaguchi M, Tamura T, Nakano Y, Nishikubo N, Yoneda A, Kato K, Kubo M, Kajita S, Katayama Y, Ohtani M, Demura T
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 56 号: 2 ページ: 242-254
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu134
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Arabidopsis mitochondrial protein TIM50 affects hypocotyl cell elongation through intracellular ATP level (2012)
  • 著者名/発表者名: Kumar S, Yoshizumi T, Hongo H, Yoneda A, Hara H, Hamasaki H, Takahashi N, Nagata N, Shimada H, Matsui M
  • 雑誌名: Plant Science 巻: 183 ページ: 212-217
  • 査読あり
• [学会発表] Chemical genetic approach for plant cell wall patterning (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoneda A, Kamon E, Demura T
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 木部道管細胞形成の化学遺伝学解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 家門絵理、米田新、出村拓
  • 学会等名: 第７回細胞壁ネットワーク研究会
  • 発表場所: つくば市 つくばグランドホテル
• [学会発表] Chemical genetics approach for cell wall biology - characterization of cobtorin - (2012)
  • 著者名/発表者名: Arata Yoneda
  • 学会等名: Workshop on Walls
  • 発表場所: University of British Colombia (Vancouver, Canada)
• [学会発表] FESEMを用いたコブトリンの細胞壁構造に対する影響の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 米田 新、Tobias Baskin、出村 拓
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都）
• [学会発表] 新規阻害剤コブトリンにより明らかにされたペクチン側鎖のセルロース微繊維沈着における役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 米田 新、出村 拓
  • 学会等名: 日本生化学会(招待講演)
  • 発表場所: 京都国際会館（京都）
• [学会発表] ペクチン側鎖分枝アラビナンのセルロース微繊維沈着における役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 米田 新、出村 拓
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 東京大学（東京）
• [学会発表] Cobtorin, a novel inhibitor that highlightes a functional interaction between pectin side chains and cellulose microfibrils (2011)
  • 著者名/発表者名: Arata Yoneda, Taku Demura
  • 学会等名: International Conferense on Biosynthesis of Plant Cell Wall
  • 発表場所: 淡路島夢舞台（兵庫）
• [備考] 奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス研究科 植物代謝制御研究室
  • URL: http://bsw3.naist.jp/demura/