微小管関連因子の網羅的解析による植物先端成長の方向性制御機構の解明

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K06726
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分44030:植物分子および生理科学関連
• 研究機関: 宮城大学
• 研究代表者: 日渡 祐二 宮城大学, 食産業学群, 教授 (10373193)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 先端成長 / 微小管 / 微小管関連因子 / オーグミン / キネシン / ヒメツリガネゴケ / スサビノリ / ライブイメージング

研究成果の概要

極性成長の基盤機構の理解に向けて、ヒメツリガネゴケ原糸体頂端幹細胞の先端成長のモデル系として、微小管の生成、維持、消失にそれぞれ機能する因子群の機能解析を行った。微小管生成因子AUG8、微小管維持因子AIR9、微小管消失因子ULD1が伸長領域に特異的なパターンで蓄積し、先端成長の方向性制御に作用することがわかった。重力屈性変異体の解析から、キネシンKCHbが重力刺激に応じた先端成長の方向性制御に関与することが示唆された。紅藻スサビノリの糸状体頂端幹細胞の先端成長を解析するライブイメージング系が確立され、微小管が先端成長の方向性制御と伸長速度の正常な制御に関与することが示された。

自由記述の分野

植物細胞生理学、植物分子遺伝学

研究成果の学術的意義や社会的意義

微小管の生成、維持、消失因子がそれぞれ特異的な局在パターンで、ヒメツリガネゴケの先端成長の方向性制御に作用するメカニズムを解明したことは、微小管の組織化による先端成長制御の全体像を俯瞰的に理解できる点で学術的な意義がある。また、ヒメツリガネゴケのみならず、被子植物シロイヌナズナの相同因子の機能解析や紅藻スサビノリの先端成長解析により微小管を介した先端成長の方向性制御の進化的考察がなされた点は独創的である。スサビノリは海苔の原料で、その糸状体はノリ養殖時に使用されることから、成長制御の理解はノリ養殖技術の発展に寄与できる。