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シロイヌナズナの根毛およびトライコームは植物細胞分化のモデルケースとして精力的に研究されてきた。その結果、それらを含む植物表皮細胞の分化の運命決定には共通の転写制御ネットワークが関与しすることが分かっている。転写因子GRABLA2（GL2）はその保存されたネットワークの最下流で主要な出力装置の一つとして働く。本研究では、根毛細胞分化に関わるGL2下流の経路を中心にそれらの制御的役割を解明する。これにより、根毛発生の制御経路全体を明らかにするとともに、植物表皮細胞分化の初動における制御機構モデルの確立を目指す。令和元年度においては以下の研究成果を得た。
GL2の直接標的遺伝子の転写産物であるPLDζ1およびその関連のPLDζ2について、それらの細胞内機能を調べるために、蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現する形質転換植物を用いた細胞内局在性の解析を行った。その結果、根の表皮細胞および根冠細胞ににおいてPLDζ1の蛍光融合タンパク質はそのN末領域に依存してトランスゴルジネットワークに局在するのに対して、PLDζ2の融合タンパク質は同じくN末領域に依存してトランスゴルジネットワークから多胞体を経由して液胞膜に移動することが示唆された。
GL2の直接標的遺伝子の産物である転写因子LRL1およびその関連のLRL2の下流で働く遺伝子群を探索するために、LRL1プロモーターにより発現するLRL1-グルココルチコイド受容体ドメイン（GR）融合タンパク質遺伝子（LRL1-GR）を作成し、形質転換シロイヌナズナに導入した。LRL1-GRは、lrl1lrl2/+多重変異体の根毛が短い表現型をグルココルチコイド依存的に相補することが確かめられた。この植物体株においてグルココルチコイド依存的に転写産物量が上昇する遺伝子群をLRL1下流遺伝子群としてRNAseq法などにより検出した。
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