細胞壁多糖の細胞間輸送のための必須因子の同定

• 研究課題/領域番号: 25440124
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 横山 隆亮 東北大学, 生命科学研究科, 講師 (90302083)
• 連携研究者: 西谷 和彦 東北大学, 大学院生命科学研究科, 教授 (60164555)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 植物細胞壁 / 細胞壁多糖 / 細胞間輸送 / イネ / キシログルカン / マイクロダイセクション / 細胞壁 / プロテオーム

研究成果の概要

植物細胞の形質を決定する最も重要な細胞器官の１つは、各細胞の表面に形成される細胞壁である。植物の細胞壁は多様な多糖類やタンパク質で構築される複雑かつ動的な高次構造物であるが、この細胞壁構造の構築や再編には、細胞外空間の適切なポイントへの酵素や基質の輸送が重要な役割を果たしていると考えられる。しかしながら、今日まで細胞壁構築のための酵素や基質の細胞外での輸送の分子メカニズムについてはほとんど解明されていない。本研究では、この輸送システムに必要な制御因子の同定を試み、細胞壁構築関連分子の輸送と細胞壁構築の理解のための新たな分子モデルを確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Possible pathways linking ploidy level to cell elongation and cuticular function in hypocotyls of dark-grown Arabidopsis seedlings (2016)
  • 著者名/発表者名: Narukawa, H., Yokoyama, R., Nishitani, K.
  • 雑誌名: Plant Signal. Behav. 巻: 11 号: 2 ページ: e1118597-e1118597
  • DOI: 10.1080/15592324.2015.1118597
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein Ligand-tethered Synthetic Calcium Indicator for Localization Control and Spatiotemporal Calcium Imaging in Plant Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Takaoka, M. Shigenaga, Y. Nukadzuka, M. Imai, Y. Ishimaru, K. Saito, R. Yokoyama, K. Nishitani, M. Ueda
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 巻: 26 号: 1 ページ: 9-14
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2015.11.055
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Immunogold labeling analysis of cell wall polysaccharides with special reference to (1;3, 1;4)-β-D-glucan in rice cell walls (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryusuke Yokoyama, 他
  • 雑誌名: Bio-protocol 巻: 6
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stimulation of cell elongation by tetraploidy in hypocotyls of dark-grown Arabidopsis seedlings. (2015)
  • 著者名/発表者名: Narukawa, H., Yokoyama, R., Komaki, S., Sugimoto, K., Nishitani, K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 8 ページ: e0134547-e0134547
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0134547
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histochemical analysis of silica body staining in rice leaf blades (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryusuke Yokoyama 他
  • 雑誌名: Bio-protocol 巻: 5
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The matrix polysaccharide (1;3,1;4)-β-D-glucan is involved in silicon-dependent strengthening of rice cell wall (2015)
  • 著者名/発表者名: Natsumi Kido, Ryusuke Yokoyama, 他
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 56 号: 2 ページ: 268-276
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu162
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 植物細胞壁：高次構造の構築と再編 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横山隆亮, 他
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 53 ページ: 107-114
  • NAID: 130005120438
• [雑誌論文] The biosynthesis and function of polysaccharide components of the plant cell wall (2014)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, R., Shinohara, N., Asaoka, R., Narukawa, H., Nishitani, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Wall Patterning and Cell Shape 巻: 48 ページ: 1-34
  • DOI: 10.1002/9781118647363.ch1
  • 査読あり
• [雑誌論文] XTH20 and XTH19 regulated by ANAC071 under auxin flow are involved in cell proliferation in incised Arabidopsis inflorescence stems (2014)
  • 著者名/発表者名: Pitaksaringkarn, W., Matsuoka, K., Asahina, M., Miura, K., Sage-Ono, K., Ono, M., Yokoyama, R., Nishitani, K., Ishii, T., Iwai, H., Satoh, S.
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: 80 号: 4 ページ: 604-614
  • DOI: 10.1111/tpj.12654
  • NAID: 120007136554
  • 査読あり
• [雑誌論文] Function of xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases in rice. Function of xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases in rice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hara,Y., et al.
  • 雑誌名: Ann. Bot 巻: 1 号: 6 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1093/aob/mct292
  • 査読あり
• [学会発表] Transglycosylation on cellulosic polysaccharides by member of the arabidopsis xyloglucan-endotransglucosylase/hydrolase family (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoki Shinohara, 他
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学（岩手）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Imaging analysis of cell wall regeneration in mesophyll protoplast derived from Arabidopsis thaliana (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Kuki, 他
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学（岩手）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] プロトプラスト細胞壁再生系とイメージング解析を用いたセルロースネットワーク構築機構の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 九鬼寛明、他
  • 学会等名: 東北植物学会第5回大会
  • 発表場所: 福島大学（福島）
  • 年月日: 2015-12-19
• [学会発表] 細胞壁構築におけるβ-(1→3), (1→4)-グルカンの機能解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹内美和、他
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟）
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] 膜交通過程におけるシロイヌナズナのペクチンメチルエステラーゼPME35の機能制御について (2015)
  • 著者名/発表者名: 小浜大山、他
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟）
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] アメリカネナシカズラの寄生メカニズムの解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柴田航希、他
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟）
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] シロイヌナズナの4倍体を用いた細胞サイズ決定メカニズムの解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鳴川秀樹、他
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟）
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] Temporal and spatial regulation of cell wall regeneration on arabidopsis mesophyll protoplasts (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryusuke Yokoyama 他
  • 学会等名: The 26th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2015-07-05
  • 国際学会
• [学会発表] 植物プロトプラストの細胞壁再生の時間的・空間的制御機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横山隆亮，他
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] エンド型キシログルカン転移素／加水分解酵素ファミリーの系統的基部にある PpXTH32 の酵素機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤田康平，他
  • 学会等名: 東北植物学会第4回大会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-12-13 – 2014-12-14
• [学会発表] 葉肉細胞プロトプラストの細胞壁再生系の開発とイメージング解析を利用した細胞壁構築過程の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 九鬼寛明，他
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大学
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] シロイヌナズナ 4 倍体を用いた細胞サイズ決定メカニズムの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鳴川秀樹，他
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大学
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] Role of (1,3;1,4)-beta-D-glucan in rice growth and development (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryusuke Yokoyama、他
  • 学会等名: The 5th International Conference on Plant Cell Wall Biology
  • 発表場所: Queensland, Australia
  • 年月日: 2014-07-27 – 2014-07-31
• [学会発表] レーザーマイクロダイセクション法によるネナシカズラ寄生根の組織特異的な オミクス解析を目指して (2014)
  • 著者名/発表者名: 横山隆亮、他
  • 学会等名: ワークショップ「茎寄生植物ネナシカズラ研究事始め」
  • 発表場所: 富山大学
  • 招待講演
• [学会発表] 葉肉細胞プロトプラストを用いた細胞壁再生過程に関与するタンパク質群の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小山大山、九鬼寛明、横山隆亮、西谷和彦、他
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] The matrix polysaccharide (1;3,1;4)-beta-D-glucan is involved in silicon-dependent strengthening of rice cell wall (2014)
  • 著者名/発表者名: 金子麻里、横山隆亮、西谷和彦、他
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] Role of polysaccharides in rice growth and development (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryusuke Yokoyama、他
  • 学会等名: XIII Cell Wall Meeting
  • 発表場所: Nantes, France
• [学会発表] バイオマス利用のためのイネの細胞壁研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 横山隆亮
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 招待講演
• [図書] Atlas of Plant Cell Structure (2014)
  • 著者名/発表者名: Noguchi Tetsuko, 他
  • 総ページ数: 202
  • 出版者: Springer
• [備考] 東北大学大学院生命科学研究科植物細胞壁機能分野
  • URL: http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/nishitani_lab/index.html
• [備考] 東北大学大学院生命科学研究科植物細胞壁機能分野
  • URL: http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/nishitani_lab/
• [備考] 東北大学大学院生命科学研究科植物細胞壁機能分野
  • URL: http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/nishitani_lab/