イノシトールリン脂質が制御する形態形成

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K08200
• 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: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 平野 朋子 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 特任助教 (20724496)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: FAB1 / イノシトールリン脂質 / 表層微小管

研究成果の概要

本研究計画のすべてを完了し，根毛がまっすぐチューブ状に伸長しながら形態形成するが，これは，「異なる二つのイノシトールリン脂質PI(4,5)P2とPI(3,5)P2が，先端成長と側面形成を追随的に連続して行う」ことで達成される，ということを発見し，その分子メカニズムについて，分子生物学的，細胞生物学的に証明したほか，AFMによる根毛の堅さの物理的測定を立ち上げた他，根毛伸長形態形成の数理モデルの構築も世界初に確立した．

自由記述の分野

植物分子細胞生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により，根毛が土の中をまっすぐ伸びるためには，「先端細胞膜に局在するPIP5K/PI(4,5)P2は，ROP2と共にアクチンや先端の極性分泌を制御し，一次細胞壁を形成しながら，先端成長を促す．一方， 側面細胞膜に局在するFAB1/PI(3,5)P2は，ROP10と共に表層微小管や側面への二次細胞壁成分の極性分泌を制御し，側面形成を促す．」という相反する作用を動的に機能させることが必要であることを解明した．この考え方を植物細胞全体に適用すると，細胞に伸長を促進する領域と抑制する領域の形成によって，あらゆる植物細胞の形態形成を説明できる可能性がある．