植物メリステムにおける細胞分裂・分化制御機構のイメージング解析

• 研究領域: 植物メリステムと器官の発生を支える情報統御系
• 研究課題/領域番号: 21027009
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 馳澤 盛一郎 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40172902)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円); 2010年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円); 2009年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
• キーワード: 植物 / 細胞・組織 / 発生・分化

研究概要

我々はこれまで、可視化細胞と画像解析により、細胞分裂、分化形態形成について解析を行ってきた。具体的には、細胞内構造を複数の蛍光タンパク質や生体染色試薬により多重可視化したタバコBY-2細胞およびシロイヌナズナ植物体を用い、メリステムやモデル細胞の細胞分裂・分化における各細胞内構造の動態を生細胞で追跡してきた。本年度は、1)GFP-ABD2によりアクチン繊維を可視化したタバコBY-2の形質転換細胞にアクチン束化誘導剤であるTIBAおよびJasplakinolide(Jasp)を処理すると、表層および紡錘体周囲のアクチン繊維パターンが変化し、紡錘体および細胞板が著しく傾斜することなどから、細胞分裂期のアクチン繊維パターンが紡錘体の向きを制御する機構について解析した。2)多くの双子葉植物の葉表皮細胞はジグゾーパズルのように複雑な形状をとるが、ゴルジ体トランス層膜に局在するSialyl Transferase(ST)と蛍光タンパク質mRFPの融合タンパク質ST-mRFPを発現するシロイヌナズナの葉表皮組織において、ST-mRFPがアポプラストに局在し、細胞の成熟に伴って、表皮細胞では湾曲部に、孔辺細胞では細胞端部において顕著に見られたことから、多胞体などの細胞内構造を介して細胞質成分をアポプラストへ輸送する経路が、葉の表皮細胞の形態形成に関与する可能性を示した。3)ホンモンジゴケの銅耐性および応答性について検討し、ホンモンジゴケ原糸体における無性芽形成への銅添加の影響を調べた結果、添加した銅濃度依存的に無性芽形成が抑制されることから、銅によるホンモンジゴケの細胞分化制御機構の存在を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Myosin-dependent endoplasmic reticulum motility and F-actin organization in plant cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ueda, H., Yokota, E., Kutsuna, N., Shimada, T., Tamura, K., Shimmen, T., Hasezawa, S., Dolja, V.V., Hara-Nishimura, I.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 107 ページ: 6984-6899
  • NAID: 120002511346
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cobtorin target analysis reveals that pectin functions in the deposition of cellulose microfibrils in parallel with cortical microtubules. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoneda, A., Ito, T., Higaki, T., Kutsuna, N., Saito, T., Ishimizu, T., Osada, H., Hasezawa, S., Matsui, M., Demura, T.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 64 ページ: 657-667
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantification and cluster analysis of actin cytoskeletal structures in plant cells : role of actin bundling in stomatal movement during diurnal cycles in Arabidopsis guard cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Higaki, T., Kutsuna, N., Sano, T., Kondo, N., Hasezawa, S.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 61 ページ: 156-165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Outward rectifying K^+ channel activities regulate cell elongation and cell division of tobacco BY-2 cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Sano T, Kutsuna N, Becker D, Hedrich R, Hasezawa S
  • 雑誌名: The Plant Journal 57 ページ: 55-64
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acceleration of vacuolar regeneration and cell growth by overexpression of an aquaporin NtTIP1;1 in tobacco BY-2 cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Okubo-Kurihara E, Sano T, Higaki T, Kutsuna N, Hasezawa S
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 50 ページ: 151-160
  • NAID: 10027336816
  • 査読あり
• [雑誌論文] New insights into plant vacuolar structure and dynamics (2009)
  • 著者名/発表者名: Oda Y, Higaki T, Hasezawa S, Kutsuna N
  • 雑誌名: International Review of Cell & Molecular Biology 277 ページ: 103-135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantification and cluster analysis of actin cytoskeletal structures in plant cells : role of actin bundling in stomatal movement in Arabidopsis guard cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Higaki T, Kutsuna N, Sano T, Kondo N, Hasezawa S
  • 雑誌名: The Plant Journal 61 ページ: 156-165
  • 査読あり
• [学会発表] 画像情報から植物を定量的に捉える (2010)
  • 著者名/発表者名: 桧垣匠、馳澤盛一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] 気孔画像データベースLIPSの構築と利用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 桧垣匠, 朽名夏麿, 海老根一生, 上田貴志, 近藤矩朗, 馳澤盛一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第73回大会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2009-09-18
• [備考]
  • URL: http://hasezawa.ib.k.u-tokyo.ac.jp/zp/hlab/
• [備考]
  • URL: http://hasezawa.ib.k.u-tokyo.ac.jp/zp/hlab/
• [産業財産権] 領域分割画像生成方法、領域分割画像生成装置及びコンピュータプログラム (2009)
  • 発明者名: 関野祐子、馳澤盛一郎、朽名夏麿
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 2009-212291
  • 出願年月日: 2009-09-14