植物体内における細胞集団の分化状態を規定するシグナル分子の 機能探索

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19GS0315
• 研究種目: 学術創成研究費
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 岡田 清孝 基礎生物学研究所, 所長 (50101093)
• 研究分担者: 槻木 竜二 京都大学, 理学研究科, 助教 (50303805) ; 澤 進一郎 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (00315748) ; 松林 嘉克 基礎生物学研究所, 細胞間シグナル研究部門, 教授 (00313974) ; 立松 圭 基礎生物学研究所, 植物器官形成学研究室, 助教 (00373324)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: 植物発生 / 葉 / 表裏 / アポプラスト / マイクロRNA / 茎頂分裂組織 / ペプチドシグナル

研究概要

植物の発生に関わるシグナル分子について解析を進めた。カリフラワーの細胞間隙から抽出したペプチドを分離し、LTPタンパク質が茎頂分裂組織の機能維持に関わることを見いだした。シロイヌナズナの分裂組織の形成と維持に関わるペプチドホルモンのシグナル伝達過程に三量体G-proteinタンパク質が重要な役割を持つことを見出した。根端メリステムの維持と成長に関与する新規硫酸化ペプチドホルモンを同定した。葉の表側領域の細胞分化に関わるmiRNAの発現制御機構の解析を進めた。さらに、顕微鏡下で一個または数個の細胞に遺伝子発現を誘導する系や特定の細胞を不活性化させる系を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] The leaf adaxial-abaxial boundary and lamina growth. Plants (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakata, M. & Okada, K
  • 雑誌名: Plos Genetics 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pattern Dynamics in Adaxial-Abaxial Specific Gene Expression is Modulated by Plastid Retrograde Signal during Arabidopsis leaf development (2013)
  • 著者名/発表者名: Tameshige, T., Fujita, H., Watanabe, K., Toyokura, K., Kondo, M., Tatematsu, K., Matsumoto, N., Tsugeki, R., Kawaguchi, M., Nishimura, M., Okada. K
  • 雑誌名: Plos Genetics
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential Effects of Peptides Stomagen, EPF1, and EPF2 on Activation of the MAP Kinase MPK6 and the SPCH Protein Level (2013)
  • 著者名/発表者名: Jewaria, P. K., Hara, T., Tanaka, H., Kondo, T., Betsuyaku, S., Sawa, S., Sakagami, Y., Aimoto S. and Kakimoto, T
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol
  • 査読あり
• [雑誌論文] CLE peptide function in the SAM and CLE peptide evolution in the land plant (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyawaki, K., Tabata, R., and Sawa, S
  • 雑誌名: Curr. Opin. Plant Biol
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tatematsu, K., Okada, K.: Physical interaction of floral organs controls petal morphogenesis in Arabidopsis thaliana (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeda, S., Iwasaki, A., Matsumoto, N., Uemura, T
  • 雑誌名: Plant Physiol
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical synthesis of Arabidopsis CLV3 glycopeptide reveals the impact of hydroxyproline arabinosylation on peptide conformation and activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinohara, H., Matsubayashi, Y
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 54 ページ: 369-374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of the middle domain-specific WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX genes in early development of leaves in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakata, M., Matsumoto, N., Tsugeki, R., Rikirsch, E., Laux, T., Okada, K
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 24 ページ: 519-535
  • 査読あり
• [雑誌論文] The function of CLE and other plant peptide hormones in root development (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada, M., and Sawa, S
  • 雑誌名: Curr. Opin 巻: Plant Biol16 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of CLE peptides in Arabidopsis development and nematode parasitism (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiyohara, S., and Sawa, S
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 53 ページ: 1989-1999
  • 査読あり
• [雑誌論文] SNPs of CLAVATA r eceptors in tomato, in a context of rootknot nematode infection (2012)
  • 著者名/発表者名: Ejima, C, Uwatoko, T, Ngan, B. T., Honda, H., Shimizu, N., Kiyohara, S., Hamasaki, R., and Sawa, S
  • 雑誌名: Nematological Research 巻: 2 ページ: 35-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical mapping of a ligand-binding domain within Arabidopsis BAM1 reveals diversified ligand recognition mechanisms of plant LRR-RKs (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinohara, H., Moriyama, Y., Ohyama, K., Matsubayashi Y
  • 雑誌名: Plant J 巻: 70 ページ: 845-854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Succinic Semialdehyde Dehydrogenase is Involved in the Robust Patterning of Arabidopsis Leaves along the Adaxial-Abaxial Axis (2011)
  • 著者名/発表者名: Toyokura, K., Watanabe, K., Oiwaka, A., Kusano, M., Tameshige, T., Tatematsu, K., Matsumoto, N., Tsugeki, R., Saito, K., Okada, K
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 巻: 52 ページ: 1340-1353
  • 査読あり
• [雑誌論文] Secreted peptide signals required for maintenance of root stem cell niche in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki Y., Ogawa-Ohnishi M., Mori A., Matsubayashi Y
  • 雑誌名: Science 巻: 329 ページ: 1065-1067
  • 査読あり
• [雑誌論文] Jasmonic acid control of GLABA3 links inducible defense and trichome patterning in Arabidopsis (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, Y., Sano, R., Wada, T., Takabayashi, J., Okada, K
  • 雑誌名: Development 巻: 136 ページ: 1039-1048
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Novel Nuclear Factor NO VEIN Mediates Auxin-Dependent Specification and Patterning in the Embryo, Shoot and Root (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsugeki, R., Ditengou, F. A., Sumi, Y., Palme, K., Okada. K
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 21 ページ: 3133-3151
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of tyrosylprotein sulfotransferase in Arabidopsis (2009)
  • 著者名/発表者名: Komori, R., Amano, Y., Ogawa-Ohnishi, M. and Matsubayashi, Y
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 106 ページ: 15067-1507215067-15072
  • 査読あり
• [雑誌論文] A glycopeptide regulating stem cell fate in Arabidopsis thaliana (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohyama, K., Shinohara, H., Ogawa-Ohnishi, M. and Matsubayashi, Y
  • 雑誌名: Nature Chem Biol 巻: 5 ページ: 578-580
  • 査読あり
• [雑誌論文] and Wasteneys, G.: Armadillo repeat-containing kinesins and a NIMA-related kinase are required for epidermal cell morphogenesis in Arabidopsis (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakai, T., van der Honing, H., Nishioka, M., Uehara, Y., Takahashi, M., Fujisawa, N., Saji, K., Seki, M., Shinozaki, K., Jones, M., Smirnoff, N., Okada, K
  • 雑誌名: Plant J 巻: 53 ページ: 157-171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arabidopsis CLV3 peptide directly binds CLV1 ectodomain (2008)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, M., Shinohara, H., Sakagami, Y. and Matsubayashi, Y
  • 雑誌名: Science
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-cell-autonomous control of vascular stem cell fate by a CLE peptide/receptor system. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hirakawa, Y., Shinohara, H., Kondo, Y., Inoue, A., Nakanomyo, I., Ogawa, M., Sawa, S., Ohashi-Ito, K., Matsubayashi, Y. and Fukuda, H
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci 巻: 105 ページ: 15208-15213
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a biologically active, small, secreted peptide in Arabidopsis by in silico gene screening, followed by LC-MS-based structure analysis (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohyama, K., Ogawa, M. and Matsubayashi, Y
  • 雑誌名: Plant J 巻: 55 ページ: 152-160
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tyrosine-sulfated glycopeptide involved in cellular proliferation and expansion in Arabidopsis (2007)
  • 著者名/発表者名: Amano, Y., Tsubouchi, H., Shinohara, H., Ogawa, M. and Matsubayashi, Y
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci 巻: 104 ページ: 18333-18338
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of ligand binding site of phytosulfokine receptor by on-column photoaffinity labeling (2007)
  • 著者名/発表者名: Shinohara, H., Ogawa, M., Sakagami, Y. and Matsubayashi, Y
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 282 ページ: 124-131
  • 査読あり
• [学会発表] Secreted peptide signals required for maintenance of root stem cell niche in Arabidopsis. The 3rd NIBB-TLL-MPIZ Joint Symposium 2011 "Cell Cycle and Development" (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsubayashi Y
  • 学会等名: Temasek Life Sciences Laboratory
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20111121-22
• [学会発表] CLVATA signaling in meristem maintenance (2010)
  • 著者名/発表者名: Sawa, S
  • 学会等名: Institute seminar, Temasek Life Sciences Laboratory
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20100524-26
• [学会発表] Physiological importance of post-translational modifications in peptide hormone signaling (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsubayashi, Y
  • 学会等名: 20th International Conference on Plant Growth Substances
  • 発表場所: Tarragona, Spain
  • 年月日: 2010-07-28
• [学会発表] The abaxial-side specific expression of MIR165/166 clearly marks off the PHB-expression domain from the FIL-expression domain in Arabidopsis leaf primordia (2009)
  • 著者名/発表者名: Tatematsu, K., Watanabe, K., Toyokura, K., Tameshige, T., and Okada, K
  • 学会等名: The 20th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Edinburgh, Scotland
  • 年月日: 20090630-0704
• [学会発表] CLE peptide function in meristem size maintenance in Arabidopsis (2009)
  • 著者名/発表者名: Sawa, S
  • 学会等名: Faculty seminar, Seoul National University
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] Identification of a biologically active, small, secreted peptide in Arabidopsis by in silico gene screening, followed by LC-MS-based structure analysis (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsubayashi, Y., Ohyama, K., Ogawa, M
  • 学会等名: Japan-Korea Symposium - Plant Growth and Signal Transduction
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20080609-10
• [学会発表] Region-specific expresson of regulatory genes in the lateral organ formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Okada, K
  • 学会等名: SigNet International Symposium 2008 Korea University
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 20080220-21
• [学会発表] CLE peptide function in meristem size maintenance in Arabidopsis (2008)
  • 著者名/発表者名: Sawa, S
  • 学会等名: Institute seminar; University of Duesseldorf
  • 発表場所: Germany
  • 年月日: 2008-05-06
• [学会発表] Roles of two structurally distinct sulfated peptides, PSK and PSY1, in Arabidopsis growth and development (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsubayashi Y
  • 学会等名: 19th International Conference on Plant Growth Substances
  • 発表場所: Puerto Vallarta, Mexico
  • 年月日: 20070721-25
• [学会発表] Axis-dependent gene expression in the lateral organ formation (2007)
  • 著者名/発表者名: Okada, K
  • 学会等名: The 18th International Conference on Arabidopsis Research, Beijing
  • 発表場所: China
  • 年月日: 20070620-23
• [学会発表] Physiological functions of two structurally distinct tyrosine-sulfated peptides in Arabidopsis growth and development (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsubayashi Y
  • 学会等名: 18th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: China
  • 年月日: 20070620-23
• [図書] The Arabidopsis (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsubayashi, Y
  • 出版者: Small post-translationally modified peptide signals in Arabidopsis
• [図書] 新しい植物ホルモンの科学 第2版 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松林嘉克
  • 出版者: 講談社
• [図書] オーキシン、新しい植物ホルモンの科学、第2版、小柴、神谷編 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小柴共一、澤 進一郎
  • 出版者: 講談社
• [備考] 澤
  • URL: http://www.sci.kumamoto-u.ac.jp/~sawa/
• [備考] 松林
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/ligand/
• [備考] 槻木
  • URL: http://shikanai.p1.bindsite.jp/research.html