維管束構築に関与する細胞外シグナル因子の網羅的単離と解析

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17207004
• 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: 澤 進一郎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (00315748)
• キーワード: ヒャクニチソウ / ブラシノステロイド / 前形成層 / 管状要素 / TOF-MS / ペプチド / 葉酸 / シロイヌナズナ

研究概要

1.維管束分化関連細胞外ペプチド(タンパク質)の網羅的単離・同定
シロイヌナズナ道管細胞分化培養系の培地を用いて、維管束分化に関連するペプチドの網羅的同定のための予備的実験を行った。まず、疎水カラムと簡易サイズ分画を行い、ペプチド画分を分離した。これを液体クロマトグラフィーで分離した後、TOF-MSにかけ、ペプチドを網羅的に同定した。その結果、数百のピークが得られ、そのうち数十のペプチド配列の推定に成功した。
2.道管分化阻害因子TDIFの同定
昨年分離したTDIF活性画分をTOF-MS,アミノ酸シークエンス等の解析にかけ、最終的に、TDIFは2つの水酸化プロリンを含む12個のアミノ酸からなるペプチドであることを証明した。化学合成したペプチドはまた、同様の活性をもった。TDIFの遺伝子を単離し、その構造を解析したところ、TDIFはTDIF遺伝子のC末にコードされており、N末の大部分とC末の1アミノ酸が除去されて、つくられることが明らかとなった。
3.新規シグナル因子としての多グルタミン酸結合型葉酸の同定
維管束前形成層で強く発現する遺伝子の解析から、多グルタミン型葉酸のグルタミン酸鎖切断酵素が前形成層およびメリステム形成に関与することが示唆された。この遺伝子の過剰発現はメリステムの縮小を引き起こし、3つあるグルタミン酸鎖切断酵素遺伝子機能をすべて抑制すると植物分裂組織の増大が起こった。この結果から、多グルタミン型葉酸シグナルが前形成層およびメリステムにおける幹細胞機能の維持に関与することが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Transcriptional regulation in wood formation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Demura, T. and Fukuda, H.
  • 雑誌名: Trends in Plant Sci. 12 ページ: 64-70
• [雑誌論文] Co-regulation of brassinosteroid biosynthesis-related genes during xylem cell differentiation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, R., Fujioka, S., Iwamoto, K., Demura, T., Takatsuto, S. Yoshida, S. and Fukuda, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 48 ページ: 74-83
• [雑誌論文] Isolation and characterization of a novel peroxidase gene ZPO-C of which expression and function are closely associated with lignification during tracheary element differentiation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sato, Y., Demura, T., Sugiyama M., and Fukuda, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 47 ページ: 493-503
• [雑誌論文] Gene expression profiling using cDNA microarray analysis of the sexual reproduction stage of the unicellular charophycean alga Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H., Tanabe, Y., Tsuchikane, Y., Shirosaki, H., Fukuda, H., Demura, T., Ito, M.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 141 ページ: 271-279
• [雑誌論文] A novel R2R3 MYB transcription factor NtMYBJS1 is a methyl jasmonate-dependent regulator of phenylpropanoid-conjugate biosynthesis in tobacco. (2006)
  • 著者名/発表者名: Galis, I., Simek, P., Narisawa, T., Sasaki, M., Horiguchi, T., Fukuda, H. and Matsuoka, K.
  • 雑誌名: Plant J. 46 ページ: 573-592
• [雑誌論文] Fluorescence cross-correlation analyses of molecular interaction between an Aux/IAA protein, MSG2/IAA19, and protein-protein interaction domains of auxin response factors of Arabidopsis expressed in HeLa cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Muto, H., Nagao, I., Demura, T., Fukuda, H., Kinjo, M., and Yamamoto, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 47 ページ: 1095-1101
• [雑誌論文] Dodeca-CLE peptides as suppressors of plant stem cell. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ito, Y., Nakanomyo, I., Motose, H., Iwamoto, K., Sawa, S., Dohmae, N., and Fukuda, H.
  • 雑誌名: Science 313 ページ: 842-845
• [雑誌論文] A plant peptide encoded by CLV3 identified by in situ MALDITOF-MS analysis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kondo, T., Sawa, S., Kinoshita, A., Mizuno, S., Kakimoto, T., Fukuda, H., and Sakagami, Y.
  • 雑誌名: Science 313 ページ: 845-848
• [雑誌論文] Higher extracellular pH suppresses tracheary element differentiation by affecting auxin uptake. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shinohara, N., Sugiyama, M., and Fukuda, H.
  • 雑誌名: Planta 224 ページ: 394-404
• [雑誌論文] Gene trapping in Arabidopsis reveals genes involved in vascular development. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nagawa, S., Sawa, S., Sato, S., Kato, T., Tabata, S., and Fukuda, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 47 ページ: 1394-1405
• [雑誌論文] Vascular expression patterns of Arabidopsis bZIP group I genes. (2006)
  • 著者名/発表者名: Pyo, H., Demura, T. and Fukuda, H.
  • 雑誌名: Plant Biotech. 23 ページ: 497-501
• [雑誌論文] CLV3/ESR-related (CLE) peptides as intercellular signaling molecule in plants. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sawa, S., Kinoshita, A. Nakanomyo, I. and Fukuda, H.
  • 雑誌名: The Chemical Record 6 ページ: 303-310
• [図書] Glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins in plants. In Frontiers in Life Sciences, 2006 (ed. M. Fujiwara, N. Sato, and S. Ishiura) (2006)
  • 著者名/発表者名: Motose, H., Watanabe, Y., and Fukuda, H.
  • 総ページ数: 111-126
  • 出版者: Research Signpost
• [図書] Vascular cell differentiation. In Cell Separation and Adhesion, (eds. J. Roberts and Z. Gonzalez-Carranza) (2006)
  • 著者名/発表者名: Kuriyama, H. and Fukuda, H.
  • 総ページ数: 40-68
  • 出版者: Blackwell Publishing