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

2004 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, チームリーダー(研究職) (40272009) ; 澤 進一郎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (00315748)
• キーワード: シロイヌナズナ / 細胞間相互作用 / ザイロジェン / 管状要素 / 小胞輸送 / 維管束 / ダイナミン / 突然変異体

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
VAN1の遺伝子を同定した。また、VAN4についても解析を進め、この遺伝子産物が小胞輸送系に局在することを明らかにした。これまでに遺伝子を同定したVAN3については、two hybrid screening用いてVAN3結合因子の検索を行った。その結果、VAN3はある種のダイナミンと結合していることが明らかとなった。このダイナミンの欠損個体でも維管束がとぎれとぎれの表現型が見られることから、VAN3はこのダイナミンと共同してある特定の小胞輸送を制御し、それが維管束の連続性に係わるシグナルの伝達に関与すると考えられた。さらに、VAN3の細胞輸送における機能を詳細に解析するために、VAN3-GFPをvan3突然変異体に挿入し変異形質を相補した個体を作成した。
2)発生における局所的細胞間相互作用の解析
木部細胞を連続的に形成するための局所的シグナルxylogen(ザイロジェン)は10程度の遺伝子サブファミリーを形成する。そこで、これらの遺伝子機能を解析するためにタグラインの収集とその表現型解析を行った。
3)管状要素をエクトピックに誘導する因子の解析
維管束細胞分化は細胞間相互作用の中で誘導されると考えられるが、この分子機構を知る目的で、維管束細胞分化がエクトピックに起こる変異体を探索した。このために、管状要素特異的に発現するxylanase遺伝子のプロモーターにGFPを融合させた遺伝子を導入したシロイヌナズナ植物体を作成し、これをEMS処理した。このラインをスクリーニングし、エクトピックにGFPが誘導されるラインを数ライン見出した。これらはいずれも、GFP発現だけでなく、リグニン化、局在化した二次細胞壁肥厚などがみられ、エクトピックに管状要素が分化したことを示した。現在、この原因遺伝子の解析を行っている。

研究成果

• [雑誌論文] Involvement of extracellular dilignols in lignification during tracheary element differentiation of isolated Zinnia mesophyll cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga, N., Sakakibara, N., Umezawa, T., Ito, Y., Fukuda, H., Sato, Y.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 46 ページ: 224-232
• [雑誌論文] Membrane-anchored prolyl hydroxylase with an export signal from the endoplasmic reticulum. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yuasa, K., Toyooka, K., Fukuda, H., Matsuoka, K.
  • 雑誌名: Plant J. 41 ページ: 81-94
• [雑誌論文] The ATE genes are responsible for the repression of the trans-differentiation into xylem cells in Arabidopsis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sawa, S., Demura, T., Horiguchi, G., Kubo, M., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 137 ページ: 141-148
• [雑誌論文] VAN3 ARF-GAP-mediated vesicle transport is involved in leaf vascular network formation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Koizumi, K., Naramoto, S., Sawa, S., Yahara, N., Ueda, T., Nakano, A., Sugiyama, M., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Development (In press)
• [雑誌論文] Immunocytochemical localization of polygalacturonase during tracheary element differentiation in Zinnia elegans. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, J., Endo, S., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Planta 218 ページ: 729-739
• [雑誌論文] Expression of photosynthesis-related genes and their regulation by light during somatic embryogenesis in Daucus carota. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nara-Sato, K., Demura, T., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Planta 219 ページ: 23-31
• [雑誌論文] Over-expression of a novel small peptide ROTUNDIFOLIA4 decreases cell proliferation and alters leaf shape in Arabidopsis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Narita, N.N., Moore, S., Horiguchi, G., Kubo, M., Demura, T., Fukuda, H., Goodrich, J., Tsukaya, H.
  • 雑誌名: Plant J. 38 ページ: 699-713
• [雑誌論文] A proteoglycan mediates inductive interaction during plant vascular development. (2004)
  • 著者名/発表者名: Motose, H., Sugiyama, M., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Nature 429 ページ: 873-878
• [雑誌論文] Signals that govern plant vascular cell differentiation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, H.
  • 雑誌名: Nature Rev.Mol.Cell Biol. 5 ページ: 379-391
• [雑誌論文] A new endopeptidase activity induced in the last stage of tracheary element differentiation of Zinnia cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Minami, A., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Plant Biotech. 21 ページ: 47-52
• [雑誌論文] Establishment of a new Zinnia experimental system including separation of the distinct cell population with flow cytometry ant its culture. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ito, Y., Ino, R, Yoshida, S., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Plant Biotech. 21 ページ: 103-108
• [雑誌論文] Transfer of phenylpropanoids via the medium between xylem cells in Zinnia xylogenic culture. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ito, Y., Tokunaga, N., Sato, Y., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Plant Biotech. 21 ページ: 205-213
• [雑誌論文] Spatial and temporal tracing of vessel differentiation in young Arabidopsis seedlings by the expression of an immature tracheary element-specific promoter. (2004)
  • 著者名/発表者名: Pyo, H., Demura, T., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 45 ページ: 1529-1536
• [雑誌論文] A comprehensive gene expression analysis toward the understanding of growth and differentiation of tobacco BY-2 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka, K., Demura, D., Galis, I., Horiguchi, T., Sasaki, M., Tashiro, G., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 45 ページ: 1280-1289
• [雑誌論文] Identification and molecular characterization of novel anther-specific genes in Diyza sativa, L.by using cDNA microarray. (2004)
  • 著者名/発表者名: Endo, M., Tsuchiya, T., Saito, H., Matsubara, H., Hakozaki, H., Masuko, H., Kamada, M., Higashitani, A., Takahashi, H., Fukuda, H., Demura, T., Watanabe, M.
  • 雑誌名: Genes Genet.Syst. 79 ページ: 213-226
• [雑誌論文] 維管束形成を制御するシグナル分子 (2004)
  • 著者名/発表者名: 本瀬宏康, 福田裕穂
  • 雑誌名: 植物の生長調節 39 ページ: 50-57