情報分子によるメリステム構築の統御系

2012 年度 実績報告書

• 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: 19060005
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 柿本 辰男 大阪大学, 理学研究科, 教授 (70214260)
• 研究期間 (年度): 2007-07-25 – 2013-03-31
• キーワード: メリステム / 発生制御 / 内鞘細胞 / 植物 / シグナル伝達

研究概要

根にオーキシンを作用させると、導管隣接内鞘細胞(XPP, Xylem Pole Pericycle)だけが細胞分裂をして側根を形成する。ここでは、XPPのアイデンティティー決定因子を見いだす事を目的とし、XPPで特異的に発現している転写因子遺伝子候補遺伝子として選び機能解析した。その結果、SRDX融合遺伝子を発現させることにより内鞘細胞マーカーの発現を弱め、側根形成を阻害する能力を持つ遺伝子を見いだしている。現在これら遺伝子の多重遺伝子破壊株の作成を進めている。また、過剰発現により、オーキシンに応答した細胞分裂能を異所的に与え、また内鞘マーカーを異所的に発現させる遺伝子を見いだし、機能解析を行なった。側根始源細胞での不等分裂においては、細胞間の認識が関わっていると考えられる。そのシグナル因子候補について、赤外線レーザーとCRE/Loxを用いた内鞘細胞での単一細胞誘導系を確立した。現在は、シグラル分子を単細胞で誘導した時の隣接細胞の振る舞い等を解析している。また、発生の制御機構が十分に解明されていない師部形成の鍵因子の探索も行なった。これにより、過剰発現した時に原生篩部や伴細胞を異所的に形成させる能力のある転写調節因子を見いだした。また、茎頂メリステムで発現が高い遺伝子の中から、過剰発現によって茎頂メリステムのサイズを大きくできる転写因子遺伝子も見いだした。さらに、植物が悪環境にさらされた時に、発生の鍵転写因子を修飾して発生の調節を行なう事も見いだした。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

研究成果

• [雑誌論文] BEX1/ARF1A1C is Required for BFA—Sensitive Recycling of PIN Auxin Tran sporters and Auxin—Mediated Development in Arabidopsis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka H, Nodzylski T, Kitakura S, Feraru MI, Sasabe M, Ishikawa T, Kleine-Vehn J, Kakimoto T, Fr iml J.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 55 ページ: 737-749
  • DOI: 10.1093/pcp/pct196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential Effects of Peptides Stomagen, EPF1, and EPF2 on Activation of the MAP Kinase MPK6 and the SPCH Protein Level. (2013)
  • 著者名/発表者名: Jewaria PK, Hara T, Tanaka H, Ko ndo T, Betsuyaku S, Sawa S, Sakagami Y, Aimoto S, Kakimoto T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 59 ページ: 1253-1262
  • DOI: 10.1093/pcp/pct076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell polarity and patterning by PIN trafficking through early endosomal compartments in Arabidopsis thaliana. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka H, Kitakura S, Rakusová H , Uemura T, Feraru MI, De Rycke R, Robert S, Kakimoto T, Friml J.
  • 雑誌名: PLoS Genet. 巻: 9 ページ: e1003540
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1003540
  • 査読あり
• [雑誌論文] EPIDERMAL PATTERNING FACTOR LIKE5 peptide represses stomatal development by inhibiting meristemoid maintenance in Arabidopsis thaliana. (2013)
  • 著者名/発表者名: Niwa T, Kondo T, Nishizawa M, Kajita R, Kakimoto T, Ishiguro S.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 77 ページ: 1287-1295
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of inflorescence architecture by intertissue layer ligand—recentor communication between endodermis and phloem. (2012)
  • 著者名/発表者名: Uchida N, Lee JS, Horst RJ, Lai HH, Kajita R, Kakimoto T, Tasaka M, Torii KU.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 109 ページ: 6337-6342
  • DOI: 10.1073/pnas.1117537109
  • 査読あり
• [学会発表] シロイヌナズナのBEX1/ARF1A1Cはオーキシン排出タンパク質PINの細胞膜へのリサイクリングと発生制御に必要である (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中 博和、Tomasz Nodzynski、北倉 左恵子、石川 朋美、柿本 辰男、Jiri Friml
  • 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 五福キャンパス
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] オーキシン応答の多様性とオーキシン濃度依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 志水(三田尾)悌, 柿本辰男
  • 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 五福キャンパス
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] 環境に応答した発生プログラム調節 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柿本辰男, Kumari Archana, Bergmann Dominique, Jewaria Pawan
  • 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 五福キャンパス
  • 年月日: 2014-03-19
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular Mechanisms that Determine Pericycle Cell Identity (2014)
  • 著者名/発表者名: Ye Zhang, Nobutaka Mitsuda, Takeshi Yoshizumi, Yoichi Kondo, Masaru Takagi, Minami Matsui, Tatsuo Kakimoto
  • 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 五福キャンパス
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] シロイヌナズナのARF1とARF GEF変異体の遺伝学的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川 朋美, 柿本 辰男, 田中 博和
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] Molecular Mechanisms that Determine Pericycle Cell Identity (2013)
  • 著者名/発表者名: Ye Zhang , Mitsuda Nobutaka , Takeshi Yoshizumi、Yoichi Kondo、Masaru Takagi 、Minami Matsui , Tatsuo Kakimoto
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2013-09-14
• [学会発表] 細胞内輸送因子の解析から探るPINタンパク質の局在制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北倉 左恵子、田中 博和、Stephan Vanneste、植村 知博、柿本 辰男、Jiri Friml
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2013-09-03
• [学会発表] PIN タンパク質の細胞内輸送に異常を示す新規変異体の探索と解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中 博和、Tomasz Nodzynski、石川 朋美、北倉 左恵子、柿本 辰男、Jiri Friml
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2013-09-03
• [学会発表] オーキシンシグナル伝達因子の多様なオーキシン感受性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 志水(三田尾) 悌、柿本 辰男
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2013-09-03
• [学会発表] Early endosomal components are required for polar pin protein localization and plant architecture in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H., Kitakura, S., Rakuso va, H., Uemura, T., Feraru, M. I. De Rycke, R , Robert, S., Kakimoto, T. and Friml, J
  • 学会等名: 24th ICAR
  • 発表場所: シドニー(オーストラリア)
  • 年月日: 2013-06-14
• [学会発表] Comprehensive degradation analyses of AIX/IAAs in combination with several auxins and all TIR1/AFBs (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu—Mitao, Y. and Kakimoto
  • 学会等名: 24th ICAR
  • 発表場所: シドニー(オーストラリア)
  • 年月日: 2013-06-13
• [学会発表] Molecular mechanisms for plant epidermal cell-patterning. (2013)
  • 著者名/発表者名: Jewaria P, Kakimoto T, et al
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] シロイヌナズナの根の成長を調節する新規因子の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 近江伶佳、柿本辰男、他
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] Identification of master genes that determine cell—type specificities in Arabidopsis root. (2012)
  • 著者名/発表者名: Zhang Y, Kakimoto T, et al
  • 学会等名: 10th International Congress on Plant Molecular Bi ology
  • 発表場所: 韓国、Jeju
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] SPEECHLESS integrates developmental, environmental and phytohormonal signals. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kumari A and Kakimoto T.
  • 学会等名: 10th International Congress on Plant Molecular Biology
  • 発表場所: 韓国、Jeju
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] 発生プログラムと環境応答の統合 (2012)
  • 著者名/発表者名: Kumari A, Jewaria P, Kakimoto T
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会シンポジウム
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2012-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] 日本植物学会第76回大会 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中左恵子, 美濃部彩子, 梶田良子, 高田忍, 柿本辰男
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2012-09-16
• [図書] 高校生物解説書 授業でそのまま使えるPower Point付き! 植物編(KS生命科学専門書) (2014)
  • 著者名/発表者名: 町田泰則、柿本辰男、他
  • 総ページ数: 107
  • 出版者: 講談社
• [備考]
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/bio_web/lab_page/cell_physiol/sitepg/Kakimoto_Lab/homu.html