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2019 年度 実績報告書

花粉管誘引リガンド-受容体シグナル伝達を制御する複合体ダイナミクスの解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K14729
研究機関名古屋大学

研究代表者

武内 秀憲  名古屋大学, 高等研究院(WPI), 特任助教 (10710254)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード受容体 / シグナル伝達 / 花粉管 / 誘引物質 / シロイヌナズナ
研究実績の概要

被子植物の生殖過程では、先端成長する花粉管が雌しべ内部を伸長し、受精の場へと誘引されることで受精が行われる。花粉管誘引ペプチドAtLURE1の受容体として同定されたPRK6 (Pollen-specific Receptor-like Kinase 6) は、複数のPRKファミリー受容体と協調して機能することで花粉管の伸長と誘引の両方を制御することが示唆されていたが、分子作動原理は不明であった。本研究では、モデル双子葉植物のシロイヌナズナを用いて、PRK受容体がどのような因子を介して、どのように花粉管の伸長と誘引(誘引ペプチドAtLURE1応答)を制御しているのかを解析した。
PRK受容体は低分子量GTPaseタンパク質ROPの活性化因子 (ROPGEF) と相互作用することが知られていた。花粉管で発現する五つのROPGEF遺伝子を破壊した五重変異体を作出し、花粉管の伸長およびAtLURE1応答を調べたところ、それらの両方に異常が見られた。このことは、ROPGEFが花粉管の機能に重要であることを遺伝学的に示した初めての結果である。また、PRK受容体と相互作用し得る因子に着目し、変異体の作製・解析を行った結果、花粉管の継続的な伸長に必須な受容体様細胞質キナーゼのペアを新たに発見した。
花粉管で特異的に発現する多数のPRKファミリー受容体の中では、PRK6とPRK3が花粉管の伸長制御に中心的な役割を果たすことを明らかにした。また、PRK3による花粉管の伸長制御にはPRK1/2/4/5が重要な役割を果たすことも示唆された。その他の遺伝学的・細胞生物学的データと併せて、PRK3/6は他のPRK受容体、特にPRK4などと花粉管先端部で機能することで、花粉管の効率的な伸長と誘引を制御することが考えられた。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] AtNOT1 Is a Novel Regulator of Gene Expression during Pollen Development2019

    • 著者名/発表者名
      Motomura Kazuki、Arae Toshihiro、Araki-Uramoto Haruka、Suzuki Yuya、Takeuchi Hidenori、Suzuki Takamasa、Ichihashi Yasunori、Shibata Arisa、Shirasu Ken、Takeda Atsushi、Higashiyama Tetsuya、Chiba Yukako
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 61 ページ: 712~721

    • DOI

      doi.org/10.1093/pcp/pcz235

    • 査読あり
  • [学会発表] シロイヌナズナ初期胚発生におけるクロマチン動態のライブイメージング解析2020

    • 著者名/発表者名
      永原史織, 木全祐資, 植田美那子, 東山哲也, 武内秀憲
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 植物CENH3の認識とセントロメア積み込みの分子機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      武内秀憲, 永原史織, 東山哲也, Frederic Berger
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
  • [学会発表] PRKファミリー受容体による花粉管の伸長・誘引制御の分子機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      井本美紀, 東山哲也, 武内秀憲
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会

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公開日: 2021-01-27  

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