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2020 年度 実績報告書

植物表皮細胞においてスフィンゴ脂質が伝達する位置情報シグナリングの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19J12442
研究機関東京大学

研究代表者

永田 賢司  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
キーワードシロイヌナズナ / 表皮細胞分化 / スフィンゴ脂質 / 発生・分化 / 転写因子 / 形態形成
研究実績の概要

本研究課題では,植物表皮細胞においてスフィンゴ脂質が伝達する位置情報シグナリングに関する研究を行ってきた。その内容は,(1)モデル植物シロイヌナズナの表皮細胞分化における鍵転写因子ATML1の安定性とATML1-脂質間相互作用の関係性の解析,(2)ATML1の相互作用脂質の同定,(3)ATML1の相互作用脂質の動態解析,に分類される.
(1)モデル植物シロイヌナズナの表皮細胞分化における鍵転写因子ATML1の安定性とATML1-脂質間相互作用の関係性の解析;熱処理依存的にATML1をすべての細胞で一過的に発現することができる形質転換シロイヌナズナを作出しATML1の翻訳後動態を観察したところ、ATML1は最外層のみで安定的に存在することができ、内側の細胞では積極的な分解を受けることを明らかにした。さらに脂質ドメインに変異を入れたATML1を熱処理依存的にすべての細胞で一過的に発現することができる形質転換シロイヌナズナを作出し同様の解析を行うことで、最外層特異的なATML1の安定性がATML1-脂質間相互作用に依存することを明らかにした。
(2)ATML1の相互作用脂質の同定;網羅的なProtein-lipid overlayアッセイによって、ATML1の相互作用脂質として極長鎖脂肪酸を含むセラミド(VLCFA-Cer)を同定した。
(3)ATML1の相互作用脂質の動態解析;VLCFA-Cerの生合成阻害剤を用いた解析により、VLCFA-Cerが表皮細胞の中でも”外側 ”に位置する頂端膜に局在することを強く示唆する結果を得た。
これらの成果から、脂質と転写因子の物理的相互作用により、脂質の持つ位置情報と転写因子による遺伝子発現制御系がクロストークして表皮分化が達成されるモデルを世界に先駆けて提唱した 。

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

    (3件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Ceramides mediate positional signals in Arabidopsis thaliana protoderm differentiation2021

    • 著者名/発表者名
      Nagata Kenji、Ishikawa Toshiki、Kawai-Yamada Maki、Takahashi Taku、Abe Mitsutomo
    • 雑誌名

      Development

      巻: 148 ページ: 1, 11

    • DOI

      10.1242/dev.194969

  • [学会発表] Ceramides mediate positional signals in Arabidopsis thaliana protoderm differentiation2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nagata
    • 学会等名
      Development presents...
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 外側か?内側か? - 植物において表皮細胞が外部環境との境界に作られる仕組みを解明 -

    • URL

      https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/press/z0109_00500.html

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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