情報統御分子の伝搬器官としての維管束系の分化

2010 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: 19060009
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 福田 裕穂 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10165293)
• キーワード: 成長生理 / 植物 / 発生・分化

研究概要

後生木部道管のマスター遺伝子VND6をエストロゲン誘導型にしてシロイヌナズナ培養細胞に導入し、形質転換ラインを作成した。この実験系を用いてマイクロアレイをした結果、VND6は細胞死関連の遺伝子の発現を直接に制御している可能性が示唆された。詳細なプロモーター解析の結果、VND6は細胞死関連の遺伝子上にあるTERE配列に結合し、これらの遺伝子の発現を誘導することが明らかになった。この結果から、植物の細胞死の誘導機構は、プログラム細胞死に共通の仕組みがあり、転写・翻訳を介さずに細胞死シグナルの引き金を引くという動物の仕組みとは大きく異なっていることが明らかとなった。
VND6-誘導木部分化実験系を用いてライブイメージをとることで、壁孔タイプの二次細胞壁パターン形成の分子機構を解析した。まず、二次細胞壁パターン形成に関与する新規微小管付随タンパク質MIDD1を単離し、この機能をVND6-誘導木部分化実験系を用いて解析した。MIDD1は2つのコイルドコイルドメインをもつだけのタンパク質であり、N端のコイルドコイルドメインで微小管と、C末のコイルドコイルドメインで将来の壁孔形成部分の細胞膜と結合した。このタンパク質は壁孔部分で微小管の+端に結合し、微小管を破壊することで、微小管不在領域をつくり、その結果に次壁沈着が起こらないことが明らかとなった。実際、このタンパク質を減少させると、壁孔のない二次細胞壁の形成が誘導された。
維管束の継続的形成に必要なVAN3-ARF-GAPとVND7/GNOM-ARF-GEFの細胞内機能についてさらに解析した。その結果、VAN3-ARF-GAPとGNOM-ARF-GEFは一緒に、PIN1タンパク質などのエンドサイトーシスに関与していることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] ANGUSTIFOLIA3 plays roles in adaxial/abaxial patterning and growth in leaf morphogenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Horiguchi, G., Nakayama, H., Ishikawa N., Kubo, M., Demura, T., Fukuda, H., Tsukaya, H
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 52 ページ: 112-124
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcq178
  • 査読あり
• [雑誌論文] CLE peptides can negatively regulate protoxylem vessel formation via cytokinin signaling (2011)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., Hirakawa, Y., Kieber, J., Fukuda, H
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 52 ページ: 37-48
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcq129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitogen-Activated Protein Kinase regulated by the CLAVATA receptors contributes to the shoot apical meristem homeostasis (2011)
  • 著者名/発表者名: Betsuyaku, S., Takahashi, F., Kinoshita, A., Miwa, H., Shinozaki, K., Fukuda, H., Sawa, S
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 52 ページ: 14-29
  • DOI: DOI: 10.1093/pcp/pcq157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of Arabidopsis SUN proteins during mitosis and their involvement in nuclear shaping (2011)
  • 著者名/発表者名: Oda, Y., H.Fukuda
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 66 ページ: 629-641
  • 査読あり
• [雑誌論文] CKH1/EER4 gene encoding a TAF12-like protein negatively regulates cytokinin sensitivity in Arabidopsis thaliana (2011)
  • 著者名/発表者名: Kubo, M., Furuta, K., Demura, T., Fukuda, F., Liu, Y.-G., Shibata, S., Kakimoto, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 52 ページ: 618-637
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment and maintenance of vascular cell communities through local signaling (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirakawa Y., Kondo, Y., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Curr.Opin.Plant Blol. 巻: 14 ページ: 17-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arabidopsis VASCULAR-RELATED NAC-DOMAIN6 directly regulates genes that govern programmed cell death and secondary wall formation in a coordinated way during xylem differentiation (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohashi-Ito, K., Oda, Y., Fukuda, H
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 22 ページ: 3461-3473
  • URL: http://dx.doi.org/10.1105/tpc.110.075036
  • 査読あり
• [雑誌論文] TDIF peptide signaling regulates vascular stem cell proliferation via the wox4 homeobox gene in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirakawa Y., Kondo, Y., Fukuda, H
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 22 ページ: 2618-2629
  • URL: http://dx.doi.org/10.1105/tpc.110.076083
  • 査読あり
• [雑誌論文] A receptor-like kinase, KLAVIER, mediates systemic regulation of nodulation and non-symbiotic shoot development in Lotus japonicus (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyazawa, H., Oka-Kira, E., Sato, N., Takahashi, H., Wu, G.J., Sato, S., Hayashi, M., Betsuyaku, S., Nakazono, M., Tabata, S., Harada, Y., Sawa, S., Fukuda, H., Kawaguchi, M
  • 雑誌名: Development 巻: 137 ページ: 4317-4325
  • DOI: DOI:10.1242/dev.058891
  • 査読あり
• [雑誌論文] VND-INTERACTING2, a NAC Domain Protein, Negatively Regulates Xylem Vessel Formation in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, M., Ohtania, M., Mitsuda, N., Kubo, M., Ohme-Takagi, M., Fukuda, H., Demura, T.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 22 ページ: 1249-1263
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wood cell-wall structure requires local 2D-microtubule disassembly by a novel plasma membrane-anchored microtubule-associated protein (2010)
  • 著者名/発表者名: Oda, Y., Iida, Y., Kondo, Y., Fukuda H.
  • 雑誌名: Curr.Biol. 巻: 20 ページ: 1197-1202
  • 査読あり
• [雑誌論文] COE1, an LRR-RLK responsible for commissral vein pattern formation in rice (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, J., Itoh, J.-I., Ito, Y., Nakamura, A., Fukuda, H., Sawa, S.
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: 63 ページ: 405-416
  • 査読あり
• [雑誌論文] RPK2/TOAD2 is an essential receptor-like kinase transmitting the CLV3 signal in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, A., Betsuyaku, S., Osakabe, Y., Mizuno, S., Nagawa, S., Stahl, Y., Simon, R., Yamaguchi-Shinozaki, K., Fukuda, H., Sawa, S.
  • 雑誌名: Development 巻: 137 ページ: 3911-3920
  • 査読あり
• [雑誌論文] ADP-ribosylation factor machinery mediates endocytosis in plant cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Naramoto, S., Kleine-Vehn, J., Robert, S., Fujimoto, M., Dainobu, T., Paciorek, T., Ueda, T., Nakano, A., Van Montagu, M.C.E., Fukuda, H., Friml, J.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci., USA 巻: 107 ページ: 21890-21895
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of vascular development by CLE peptide-receptor systems (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirakawa Y., Kondo, Y., Fukuda, H.
  • 雑誌名: J.Int.Plant Biol. 巻: 52 ページ: 8-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptional regulation of vascular cell fates (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohashi-Ito, K., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Curr.Opin.Plant Biol. 巻: 13 ページ: 670-676
  • 査読あり
• [学会発表] Maintenance of vascular stem cell activity by TDIF Peptide (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, H., Kondo, Y., Hirakawa, Y.
  • 学会等名: Plant Science Communications 2010, 2^<nd> NIBB-MPIPZ symposium
  • 発表場所: Okazaki Conference Center, Japan
  • 年月日: 20101116-20101118
• [学会発表] A novel membrane-associated protein regulating secondary wall patterns in an Arabidopsis cell culture harboring inducible VND6 (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, H., Ohashi-Ito, K., Oda, Y
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Symposium "From Plant Biology to Crop Biotechnology"
  • 発表場所: CSH Asia, Suzhou, China
  • 年月日: 20101025-29
• [学会発表] COE1, an LRR-RLK responsible for commissural vein pattern formation in rice (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, J., Itoh, J.-L., Ito, Y., Nakamura, A., Sawa, S., Fukuda, H.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Symposium "From Plant Biology to Crop Biotechnology"
  • 発表場所: CSH Asia, Suzhou, China
  • 年月日: 20101025-20101029
• [学会発表] CLE peptides govern vascular stem cell fates (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, H., Kondo, Y., Hirakawa, Y.
  • 学会等名: 8th International Conference on Plant Biology Frontiers : Cells and Signals
  • 発表場所: Wuyishan Yeohwa Resort, Wuyishan City, Fujian, China
  • 年月日: 20100923-20100929
• [学会発表] 細胞膜ドメインに局在する新規微小管結合タンパク質MIDD1が二次細胞壁パターンを制御する (2010)
  • 著者名/発表者名: 小田祥久、福田裕穂
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学(愛知県春日井市)
  • 年月日: 20100909-20100911
• [学会発表] CLEペプチドの成熟に関与するペプチダーゼの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 玉置貴之、別役重之、深尾陽一朗、藤原正幸、福田裕穂、澤進一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学(愛知県春日井市)
  • 年月日: 20100909-20100911
• [学会発表] CLEペプチドとサイトカイニンによる原生木部配置パターンの制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 近藤侑貴、平川有宇樹、福田裕穂
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学(愛知県春日井市)
  • 年月日: 20100909-20100911
• [学会発表] 維管束形成におけるTDIFシグナルによる幹細胞機能の制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平川有宇樹、近藤侑貴、福田裕穂
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学(愛知県春日井市)
  • 年月日: 20100909-20100911
• [学会発表] 維管束形成に関わる新規細胞間相互作用因子CLE46の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大槻和弘、遠藤暁詩、伊藤容子、伊藤(大橋)恭子、福田裕穂
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大芦(愛知県春日井市)
  • 年月日: 20100909-20100911
• [学会発表] Clavata2(clv2)突然変異体のエンハンサースクリーニング (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田昌史, 福田裕穂, 澤進一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学(愛知県春日井市)
  • 年月日: 20100909-20100911
• [学会発表] Cellular and transcriptome analyses of xylem formation with Arabidopsis cell culture systems harboring inducible VND6 and SND1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, H., Oda, Y., Ohashi-Ito, K
  • 学会等名: Plant Vascular Biology 2010
  • 発表場所: Ohio State University, Ohio, USA
  • 年月日: 20100723-28
• [学会発表] CLE peptides regulating vascular stem cell fates (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, H., Kondo, Y., Hirakawa, Y.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Japan
  • 年月日: 20100606-20100610
• [学会発表] Screening of the CLV2 enhancer mutants (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada, M., Fukuda, H., Sawa, S.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Japan
  • 年月日: 20100606-20100610
• [学会発表] Analysis of downstream genes regulated by master regulators of vascular differentiation (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohashi-Ito, K., Oda, Y., Fukuda, H.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Japan
  • 年月日: 20100606-20100610
• [学会発表] Regulation of auxin transport dependent leaf vascular continuity by VAN3 ARFGAP (2010)
  • 著者名/発表者名: Naramoto, S, Koizumi, K., Ueda, T., Nakano, A., Fukuda, H., Friml, J.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Pacifio Yokohama, Japan
  • 年月日: 20100606-20100610
• [学会発表] Molecular dissection of CLV3 signaling (2010)
  • 著者名/発表者名: Betsuyaku, S., Kinoshita, A., Fujiwara, M., Fukao, Y., Kuromori, T., Shinozaki, K., Suzuki, A., Takahashi, H., Fukuda, H., Sawa, S.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Japan
  • 年月日: 20100606-20100610
• [学会発表] Genetic analysis of the CLV signaling pathway in the SAM (2010)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, A., Betsuyaku, S., Yamada, M., Fukuda, H., Sawa, S.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Japan
  • 年月日: 20100606-20100610
• [学会発表] TDIF peptide signaling regulates vascular stem cell proliferation via the WOX4 homeobox gene in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirakawa, Y., Kondo, Y., Fukuda, H.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Japan
  • 年月日: 20100606-20100610
• [学会発表] Wood cell-wall structure requires local 2d-microtubule disassembly by a novel plasma membrane-anchored microtubule-associated protein (2010)
  • 著者名/発表者名: Oda, Y., Fukuda, H.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Japan
  • 年月日: 20100606-20100610
• [学会発表] VND-INTERACTING2, a NAC domain transcription factor, negatively regulates xylem vessel formation in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, M., Ohtani, M., Mitsuda, N., Kubo, M.Ohme-Takagi, M., Fukuda, H., Demura, T.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Japan
  • 年月日: 20100606-20100610
• [学会発表] CLE peptides governing vascular stem cell fates (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, H., Kondo, Y., Hirakawa, Y.
  • 学会等名: A seminar in The University of Michigan
  • 発表場所: Ann Arbor, Michigan, USA
  • 年月日: 2010-07-29
• [図書] Plant tissue cultures. In "Methods in Molecular Biology : The Plant Cell Wall", vol.715(eds.Z.A.Popper) (2011)
  • 著者名/発表者名: Karkonen, A., Santanen, A., Iwamoto K., Fukuda, H.
  • 総ページ数: 1-20
  • 出版者: Springer
• [図書] Plant tracheary elements. In "Encyclopedia of Life Sciences" DOI:10.1002/9780470015902.a0001814.pub2, Wiley Online Library (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, H.
  • 出版者: John Wiley & Sons, Inc.
  • DOI: 10.1002/9780470015902.a0001814.pub2
• [図書] CLEペプチドによる維管束形成の制御、植物のシグナル伝達-分子と応答(柿本、高山、福田、松岡編) (2010)
  • 著者名/発表者名: 平川有宇樹、近藤侑貴、福田裕穂
  • 総ページ数: 172-177
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 植物寄生性線虫がもつ植物ペプチドホルモン様遺伝子の機能とは?,遺伝,vol.64 (2010)
  • 著者名/発表者名: 別役重之、澤進一郎、福田裕穂
  • 総ページ数: 52-59
  • 出版者: エヌ・エス・テイ
• [備考]
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/seigyo/lab.html