茎頂根端軸の形成・維持を支配する細胞間相互作用の解析

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14036205
• 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)
• 研究分担者: 出村 拓 理化学研究所, 植物科学研究センター, (研究職)チームリーダー (40272009)
• キーワード: 維管束 / 軸 / シロイヌナズナ / ザイロジェン / ファイトスルフォカイン / 細胞内極性 / 二次細胞壁 / ヒャクニチソウ

研究概要

1)シロイヌナズナ変異体を用いた維管束の連続性に関する研究:維管束の連続性が異常になるシロイヌナズナ突然変異体(van1-van7)の原因遺伝子の内、VAN4遺伝子を同定した。VAN4は未知のタンパク質をコードしていた。VAN4遺伝子の発現を調べたところ、維管束に強く発現することが明らかとなった。また、かずさDNA研究所との共同研究として、シロイヌナズナジーントラップラインをもとにGUS活性が維管束に強く発現するラインを約100選抜した。選抜したラインにおけるGUS発現を詳細に解析した結果、維管束特異的に発現する34ラインを見いだした。この内には、ホモにすることにより、維管束パターンの連続性が異常になるものが含まれていた。
2)発生における局所的細胞間相互作用の解析:今年度は、ザイロジェン(xylogen)のタンパク質の実体を明らかにするとともに、その遺伝子の単離を試みた。そして、xylogenと予想されるタンパク質をコードする遺伝子の単離に成功した。現在、これがxylogenをコードしていることを証明するための実験と過剰発現、発現阻害による植物個体形成変化について解析を行っている。また、分裂分化促進因子ファイトスルフォカイン(PSK)の遺伝子のヒャクニチソウからの単離を試みこれに成功した。この遺伝子の発現解析から、PSKは分化初期に働いていることが示唆された。
3)維管束細胞内極性の解析:細胞内極性は全体の軸性の基盤となるものである。私たちは、維管束細胞における細胞内極性について解析してきている。今年度は、2つの細胞壁成分を認識するモノクローナル抗体を用いて、道管前駆細胞の一次細胞壁に極性が存在することを明らかにした。またFITC-WGAを用いて、この極性と二次細胞壁形成の開始部位が関連している可能性のあることを見いだした。

研究成果

• [文献書誌] Ito, J., Fukuda, H.: "ZEN1 is a key enzyme in degradation of nuclear DNA during programmed cell death of tracery elements"Plant Cell. 14. 3201-3211 (2002)
• [文献書誌] Demura, T., Tashiro, G.Horiguchi, G., Kishimoto, N., Kubo, M., Matsuoka, N., Minami, A., Nagata-Hiwatashi, M., Nakamura, K., Okamura, Y., Sassa, N., Suzuki, S., Yazaki, J., Kikuchi, S., Fukuda, H.: "Visualization by comprehensive microarray analysis of gene expression programs during transdifferentition of mesophyll cells into xylem cells"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99. 15794-15799 (2002)
• [文献書誌] Kuriyama, H., Fukuda, H.: "Developmental Programmed Cell Death in Plants"Curr Opin Plant Biol.. 5. 568-573 (2002)
• [文献書誌] Ito-Ohashi, K., Demura, T., Fukuda, H.: "Promotion of transcript accumulation of novel Zinnia immature xylem-specific HD-Zip III homeobox genes by brassinosteroids"Plant Cell Physiol. 43. 1146-1153 (2002)
• [文献書誌] Nakanomyo, I., Kost, B., Chua, N.-H., Fukuda, H.: "Preferential and asymmetrical accumulation of a Rac small GTPase mRNA in differentiating xylem cells of Zinnia elegans"Plant Cell Physiol.. (in press). (2002)
• [文献書誌] Shinohara, N., Fukuda, H.: "Isolation of monoclonal antibodies recognizing rare and dominant epitopes in plant vascular cell walls by phage display subtraction"J. Immunological Methods. 264. 187-194 (2002)
• [文献書誌] Endo, M., Matsubara, H., Kokubun, T., Masuko, H., Takahata, Y., Tsuchiya, T., Fukuda, H., Demura, T., Watanabe, M.: "The advantages of cDNA microarray as an effective tool for identification of reproductive organ-specific genes in a model legume, Lotus japonicus"FEBS Lett.. 514. 229-237 (2002)
• [文献書誌] Ohdaira, Y., Kakegawa K., Amino, S., Sugiyama, M., Fukuda, H.: "Activity of cell-wall autolysis associated with differentiation of isolated mesophyll cells of Zinnia elegans into tracheary elements"Planta. 215. 177-184 (2002)
• [文献書誌] Nishitani, C., Demura, T., Fukuda, H.: "Analysis of the early stages of wound vascular differentiation processes using two molecular marker genes, TED3 and ZeHB3"Plant Cell Physiol.. 43. 79-90 (2002)
• [文献書誌] 福田裕穂, 出村拓, 松岡 健: "高等植物の形態形成メカニズムの解明を目指して"日本農芸化学会誌. 74(1). 42-44 (2002)
• [文献書誌] 福田裕穂: "液胞による細胞死の演出"遺伝別刷、細胞のミクロコスモス-進化とゲノムからその素顔に迫る-. 14. 87-95 (2002)
• [文献書誌] 福田裕穂: "維管束システムの構築"タンパク質核酸酵素増刊、植物の形づくり-遺伝子からみた分子メカニズム. 47(12). 1593-1598 (2002)