研究課題
植物は悪い環境にさらされた時、自ら成長を抑制する仕組みを持っている。その仕組みを、表皮細胞を用いて解析している。葉原基の原表皮細胞は、メリステモイド母細胞(MMC)になるか、一般の表皮細胞であるペーブメント細胞になるかの運命の選択を行う。MMCは増殖能を持ち、孔辺細胞や一般の表皮細胞であるペーブメント細胞を生み出す。MMCの幹細胞性は転写因子SPCHにより付与されている。シロイヌナズナは高浸透圧にさらされると、SPCHを分解してMMCの数を減らすことにより、成長を限定していることを前年度までに見出している。その成長抑制の仕組みを明らかにするために。私たちは、高浸透圧ストレスによるMMC数の減少が起きにくい突然変異体を多数得て、突然変異遺伝子座のマッピングと全ゲノムシークエンスを行っている。今後、原因遺伝子を確定させる。また、前年度までに、ストレスホルモンであるアブシジン酸はMMCの数を減少させること、また、その結果として細胞数を減少させること、MMCおよび表皮細胞数の減少にはジベレリン応答の負の制御因子であるDELLAタンパク質が必須であることを見出している。すなわち、della欠失変異体においては、アブシジン酸による細胞数の減少は見られないことを示した。アブシジン酸初期応答を支配しているのはSnRK2キナーゼであることから、SnRK2がDELLAをリン酸化し、機能を抑制しているのではないかと考え、in vitroのリン酸化実験を行った。その結果、SnRK2はDELLAの一つであるRGAをリン酸化することを見出し、また、リン酸化されているアミノ酸残基も決定した。
2: おおむね順調に進展している
高浸透圧ストレスでもMMCの数が減少しにくい突然変異体を複数得て、原因遺伝子座のクローニングが進行中である。また、SnRK2によるDELLAタンパク質のリン酸化を捉えた。
高浸透圧ストレスでもMMCの数が減少しにくい複数の突然変異体の原因遺伝子を確定し、その遺伝子機能を解明する。また、SnRK2によるDELLAのリン酸化の生理的意味を明らかにする。
ストレスに応答したMMC数減少の表現型を持つ突然変異体の原因遺伝子座のマッピングは表現型のばらつきなどのために当初考えていたよりも困難であった。また、予想していたよりも多くの数の突然変異体を得ることができたが、全体像の理解のためにはなるべく多くの突然変異体の原因遺伝子の解明が必須であるが、未だに同定にいたっていない突然変異体がある。さらに、二つ以上の遺伝子の関与も考えられるため、多重変異体の作成と解析も必須であることがわかったため、その研究も行う。
ゲノム解析のための試薬、遺伝子操作のための酵素類、植物の栽培のための人件費に300万円程度を使用し、また、それら以外に、論文発表に関わる経費と学会発表経費を使用するため、全額を使用する計画である。
すべて 2016 2015 2014
すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件)
Plant J.
巻: 82 ページ: 874-886
10.1111/tpj.12862
Plant Cell Physiol.
巻: 56 ページ: 1641-1654
10.1093/pcp/pcv088
Biol Ppen
巻: - ページ: 1-8
10.1242/bio.013128
Proc Natl Acad Sci U S A
巻: 112 ページ: 12669-12674
10.1073/pnas.1503657112
Physiol Plant.
巻: 153 ページ: 137-148
10.1111/ppl.12229
巻: 55 ページ: 2037-2046.
10.1093/pcp/pcu159
巻: 55 ページ: 1450-1459
10.1093/pcp/pcu077
