植物プログラム細胞死の誘導・実行の分子基盤

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15370018
• 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: ヒャクニチソウ / ブラシノステロイド / プログラム細胞死 / 管状要素 / ヌクレアーゼ / リパーゼ / システインプロテアーゼ / マイクロアレイ

研究概要

(1)ブラシノステロイドによる遺伝子発現誘導のマイクロアレイ解析:
ブラシノステロイドによる細胞死誘導の分子機構を知る目的で、ヒャクニチソウ管状要素分化系におけるブラシノステロイド誘導遺伝子発現を、マイクロアレイ解析法を用いて網羅的に解析した。その結果、細胞死特異的遺伝子は一斉かつ速やかにブラシノステロイドにより発現誘導がかかることが明らかとなった。
(2)細胞死特異的遺伝子の遺伝子発現制御機構の解析:
昨年度、システインプロテアーゼ遺伝子ZCP4を細胞死の分子マーカーとして用い、管状要素分化特異的発現を誘導するシス配列、Tracheary Element Regulating cis Element, TEREを同定した。今年度はTEREに結合する転写制御因子の単離を目指した解析を行い、これに成功した。単離した因子はいずれもbZIPタイプの転写因子であった。
(3)カルシウム依存性ヌクレアーゼの解析:
細胞死に先立って一過的に活性が上昇するカルシウム依存性ヌクレアーゼの候補について検討し、シロイヌナズナゲノム中から2種の候補遺伝子の同定に成功した。。
(4)核局在リパーゼの機能解析:
管状要素分化特異的核局在リパーゼの発現解析と機能解析を、シロイヌナズナを用いて行った。この遺伝子は管状要素特異的な発現を示すとともに、根冠など、他のプログラム細胞死を起こす細胞で発現した。また、この遺伝子の過剰発現は維管束の異常を引き起こすことから、このリパーゼが管状要素の細胞死過程で機能している可能性が強く示唆された。

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] 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
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [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] 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 Oryza 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
• [図書] 植物細胞工学シリーズ20 植物ホルモンのシグナル伝達 (2004)
  • 著者名/発表者名: 福田裕穂, 町田泰則, 神谷勇治, 柿本辰男
  • 総ページ数: 243
  • 出版者: 秀潤社