植物の極性分泌における細胞膜上の極性場形成機構の役割の解明

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05068
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 佐藤 雅彦 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (20283575)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: ホスホイノシチド / 極性確率 / 膜交通 / 根毛形成 / シロイヌナズナ

研究成果の概要

FAB1による細胞膜上の“極性場”の形成機構の解明を中心に，オーキシンなど上流のシグナル伝達系からの情報の入力から下流の細胞骨格系，膜交通系など情報出力系までの複数の分子システムを有機的に統合することで，細胞の極性確立とそれに伴う極性分泌のメカニズムを総合的に理解することを目指した。結果として，PI(3,5)P2を特異的に標識する蛍光マーカーを開発し，共焦点レーザー顕微鏡による解析によって伸長中の根毛のPI(3,5)P2の動態解析を世界で初めて成功した 。更に，根毛においてFAB1と特異的に結合する低分子量GTPase, ROP10を同定し，根毛の側面形成時における役割の解明に成功した。

自由記述の分野

植物分子生物学，細胞生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は，申請者が発見した二種類のイノシトールリン脂質の細胞膜上の偏在性に注目し，極性分泌制御の観点から植物細胞の形態形成の基本原理を明らかにしようとする挑戦的な研究である。植物にとっての極性分泌現象は，クチクラや根における金属キレート物質の分泌，蜜腺での蜜の分泌，ワックスの分泌などにも必須の現象である。今回明らかになったFAB１およびPI(3,5)P2による細胞の極性分泌メカニズムの理解は，応用的には，農作物や花きなどの形の制御による品種改良，細胞壁やクチクラ，ワックス層の増強による病害性抵抗性増強などにつながる基盤技術になると考えている。