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2020 年度 実績報告書

木部細胞分化を制御するVNSレギュロンの構造と動態可塑性の多層的解析

研究課題

研究課題/領域番号 18H02466
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

出村 拓  奈良先端科学技術大学院大学, デジタルグリーンイノベーションセンター, 教授 (40272009)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード木部細胞分化 / 転写ネットワーク
研究実績の概要

1. 新規VNSレギュロン因子の同定(マルチオミクス/化学生物学的/順遺伝学的解析):昨年度までのマルチオミクス解析から、ユビキチン化タンパク質修飾がVNSレギュロンの制御に関わる可能性が強く示唆されるに至った。これを受けて本年度は、VNSレギュロンの制御因子の探索を継続した。その結果、シロイヌナズナの主要なVNS遺伝子であるVND7がユビキチンE3リガーゼFLYの発現を制御することを明らかにした。また、昨年度までに見出した道管分化を促進する化合物が細胞周期の遅延を引き起こすことについてのより詳細な解析として、BY-2タバコ培養細胞の細胞周期同調化処理を行い、当該化合物がS期への移行を抑制する可能性を見出した。さらに、この化合物がシロイヌナズナ芽生えの根において、根端での細胞分裂を抑制し、根端付近での道管分化を引き起こすことも明らかになった。これらの結果は、VNSレギュロンの制御に細胞周期関連因子が関わる可能性を示唆している。
2. VNSレギュロンの進化的変遷の解析:進化におけるVNSレギュロンの変遷を転写因子の転写活性化能力と下流シス配列との結合親和性の変遷として読み解くことを狙い、ゼニゴケのVNS遺伝子MpNAC5の機能解析を行った。その結果、MpNAC5のDNA結合ドメインの一部のアミノ酸配列が、他のコケ植物のVNSで保存されているアミノ酸とは異なることが示された。また、MpNAC5のノックアウト植物で葉状体で発達異常が観察された。これらの結果から、ゼニゴケへの進化の過程で、VNSレギュロンの構造に変化が生じ、他のコケ植物のVNSレギュロンとは異なる機能を獲得した可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ブリティッシュコロンビア大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      ブリティッシュコロンビア大学
  • [国際共同研究] Universite de Picardie Jules Verne(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Universite de Picardie Jules Verne
  • [国際共同研究] ペンシルバニア州立大学/ジョージア大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ペンシルバニア州立大学/ジョージア大学
  • [国際共同研究] 浙江農林大学/中国林業科学院(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      浙江農林大学/中国林業科学院
  • [国際共同研究] MPI(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      MPI
  • [雑誌論文] Impact of abiotic stress on the regulation of cell wall biosynthesis in Populus trichocarpa2020

    • 著者名/発表者名
      Hori Chiaki、Yu Xiang、Mortimer Jenny C.、Sano Ryosuke、Matsumoto Tomoko、Kikuchi Jun、Demura Taku、Ohtani Misato
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 37 ページ: 273~283

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.20.0326a

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hechtian Strands Transmit Cell Wall Integrity Signals in Plant Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Yoneda Arata、Ohtani Misato、Katagiri Daisuke、Hosokawa Yoichiroh、Demura Taku
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 9 ページ: 604~604

    • DOI

      10.3390/plants9050604

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Isolation of dominant Arabidopsis seiv mutants defective in VND7-induced xylem vessel cell differentiation2020

    • 著者名/発表者名
      Pawittra Phookaew、Suzuki Takaomi、Kawabe Harunori、Takebayashi Arika、Demura Taku、Ohtani Misato
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 37 ページ: 311~318

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.20.0427a

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure and Biomechanics during Xylem Vessel Transdifferentiation in Arabidopsis thaliana2020

    • 著者名/発表者名
      Roumeli Eleftheria、Ginsberg Leah、McDonald Robin、Spigolon Giada、Hendrickx Rodinde、Ohtani Misato、Demura Taku、Ravichandran Guruswami、Daraio Chiara
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 9 ページ: 1715~1715

    • DOI

      10.3390/plants9121715

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Plant-specific Dof transcription factors VASCULAR-RELATED DOF1 and VASCULAR-RELATED DOF2 regulate vascular cell differentiation and lignin biosynthesis in Arabidopsis2020

    • 著者名/発表者名
      Ramachandran Vasagi、Tobimatsu Yuki、Masaomi Yamamura、Sano Ryosuke、Umezawa Toshiaki、Demura Taku、Ohtani Misato
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 104 ページ: 263~281

    • DOI

      10.1007/s11103-020-01040-9

    • 査読あり
  • [学会発表] シロイヌナズナ木部道管様細胞において原形質分離は二次細胞壁形成を抑制する2020

    • 著者名/発表者名
      水元康裕, 國枝正, 出村拓
    • 学会等名
      2020年度(第9回)近畿植物学会講演会
  • [学会発表] 原子間力顕微鏡を用いた二次細胞壁形成過程における細胞の力学的強度変化の解析2020

    • 著者名/発表者名
      川村純平, 國枝正, 岸田佳祐, 秋田絵理, 細川陽一郎, 出村拓
    • 学会等名
      2020年度(第9回)近畿植物学会講演会
  • [学会発表] シロイヌナズナ花茎における細胞壁の変化がヤング率に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      仲尾真男, 中田未友希, 出村拓
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [学会発表] Tracking CELLULOSE SYNTHASE movement during secondary cell wall formation2020

    • 著者名/発表者名
      石尾寛乃, 渡邊洋一郎, 出村拓
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [学会発表] シロイヌナズナ木部道管細胞分化における細胞の力学的強度変化の解析2020

    • 著者名/発表者名
      川村純平, 國枝正, 岸田佳祐, 秋田絵理, 岡野和宣, 細川陽一郎, 出村拓
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [学会発表] 木部道管様細胞の二次壁形成における一次細胞壁の役割2020

    • 著者名/発表者名
      水元康裕, 國枝正, 出村拓
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [学会発表] AC転写因子VND7は道管細胞においてユビキチンE3リガーゼFLYの発現を制御する2020

    • 著者名/発表者名
      國枝正, 地福海月, George W. Haughn, 西村いくこ, 出村拓
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [学会発表] 生物学から見たCNF生合成のしくみ2020

    • 著者名/発表者名
      大谷美沙都, 出村拓
    • 学会等名
      日本化学会第100回春季大会
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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