植物表皮細胞の起源を探る

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K07422
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 形態・構造
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 高橋 卓 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (20271710)
• 研究協力者: 本瀬 宏康 ; 岡本 崇
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: シロイヌナズナ / ゼニゴケ / 表皮 / 形態形成 / 細胞分化 / 転写因子

研究成果の概要

本研究は，植物がどのように表皮最外層という位置情報を認識し，表皮細胞としての同一性を確立するのかという課題の解明を目的とする。
シロイヌナズナの表皮分化のマスター転写因子ATML1, PDF2のゼニゴケにおける相同遺伝子MpPDF2について，ゲノム編集による変異株を作出し，機能欠損では致死，タンパク質機能領域のC末端側の弱い変異では成長に著しい遅延が見られ，この遺伝子が必須であることを明らかにした。一方，東京大学との共同研究において，シロイヌナズナの表皮最外層という位置情報は転写因子ATML1が最外層に特異的なスフィンゴ脂質との相互作用により活性化されることに変換される機構が明らかになった。

自由記述の分野

植物発生遺伝学

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物の表皮は，器官どうしの融合回避や外的環境からの防御など，形態形成や生育に必須の役割を果たす。本研究では，地上部表皮細胞がどのように分化するかの機構解明を目指し，鍵となる転写因子タンパク質の重要性，活性化機構の一端を明らかにした。植物の発生分化，器官形態形成の分子基盤の解明において大きな進展であり，生命の本質の理解につながると同時に，地球環境や人類の生存を支える生き物としての植物の今後の研究に手がかりを与えると期待される。