木部細胞分化を決定づける分子実態の解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25291062
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 出村 拓 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (40272009)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 細胞分化 / 道管 / 転写制御 / エピジェネティクス / 小分子RNA / 蛍光相関分光法

研究実績の概要

（１）VND7遺伝子の発現におけるエピジェネティック制御：VND7遺伝子発現のエピジェネティック制御について、DNAメチル化、ヒストンH3K27メチル化、ヒストンH3K4メチル化、ヒストンH3K9アセチル化の解析を継続した。また、関連の阻害剤（5-aza-dC 、HDAC阻害剤：TSA・パルブロ酸など）と関連遺伝子（HDAC、HAT、LSD、MET1等）の突然変異体を用いた、表現型（異所的道管形成頻度）解析とVND7遺伝子・下流遺伝子の発現解析に取り組んだ。昨年度までに条件検討を終えた、維管束特異的マーカーを用いたセルソーティングを用いて、細胞特異的なエピジェネティック制御の解析を進めた。
（２）VND7遺伝子のシス因子とトランス因子：GATA5やそのホモログの機能解析を継続した。また、蛍光相関分光法FCS (Fluorescence Correlation Spectroscopy)を用いたDNA-転写因子の結合解析システムを用いて、VND7のターゲット遺伝子と繊維細胞マスター因子のSND1のターゲット遺伝子のシス因子を比較するとともに、同定したシス因子に対してVND7がSND1よりも極めて強く結合することを明らかにした。
（３）VND7の機能制御メカニズム：VND7-VP16-GR過剰発現シロイヌナズナにおいて、植物体全体で誘導される異所的な道管分化が抑制された復帰突然変異体の責任遺伝子（S-nitrosoglutathione reductase遺伝子）の機能解析として、VND7タンパク質がS-ニトロシル化を受けていることを示唆するデータを得た。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] UCデービス校/カーネギー研究所/スタンフォード大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: UCデービス校/カーネギー研究所/スタンフォード大学
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] ブリティッシュコロンビア大学(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: ブリティッシュコロンビア大学
• [国際共同研究] 南京林業大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 南京林業大学
• [雑誌論文] Affinity Purification and Characterization of Functional Tubulin from Cell Suspension Cultures of Arabidopsis and Tobacco. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hotta T, Fujita S, Uchimura S, Noguchi M, Demura T, Muto E, Hashimoto T.
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 170 ページ: 1189-1205
  • DOI: 10.1104/pp.15.01173
  • 査読あり
• [雑誌論文] セミナー室「植物細胞壁」植物細胞壁：細胞壁形成の設計図～転写制御機構～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 出村 拓、大谷 美沙都
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 53 ページ: 313-318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell dedifferentiation and organogenesis in vitro require more snRNA than does seedling development in Arabidopsis thaliana. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohtani M, Takebayashi A, Hiroyama R, Xu B, Kudo T, Sakakibara H, Sugiyama M, Demura T
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 128 ページ: 371-380
  • DOI: 10.1007/s10265-015-0704-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multidimensional High-Resolution Magic Angle Spinning and Solution-State NMR Characterization of (13)C-labeled Plant Metabolites and Lignocellulose. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mori T, Tsuboi Y, Ishida N, Nishikubo N, Demura T, Kikuchi J.
  • 雑誌名: Scientific Report 巻: 5 ページ: 11848
  • DOI: 10.1038/srep11848
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transcriptional repression by MYB3R proteins regulates plant organ growth. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Suzuki T, Iwata E, Nakamichi N, Suzuki T, Chen P, Ohtani M, Ishida T, Hosoya H, Muller S, Leviczky T, Pettko-Szandtner A, Darula Z, Iwamoto A, Nomoto M, Tada Y, Higashiyama T, Demura T, Doonan JH, Hauser MT, Sugimoto K, Umeda M, Magyar Z, Bogre L, Ito M
  • 雑誌名: EMBO Journal 巻: 34 ページ: 1992-2007
  • DOI: 10.15252/embj.201490899
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Physical interaction between SnRK2 and PP2C is conserved in Populus trichocarpa. (2015)
  • 著者名/発表者名: Song X, Ohtani M, Hori C, Takebayasi A, Hiroyama R, Rejab NA, Suzuki T, Demura T, Yin T, Yu X, Zhuge Q
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 32 ページ: 337-341
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.15.0813b
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Possible contribution of TED6 and TED7, secondary cell wall-related membrane proteins, to evolution of tracheary element in angiosperm lineage. (2015)
  • 著者名/発表者名: Rejab NA, Nakano Y, Yoneda A, Ohtani M, Demura T
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 32 ページ: 343-347
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.15.0826a
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Changes in polysome association of mRNA throughout growth and development in Arabidopsis thaliana. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki S, Matsuura H, Demura T, Kato K
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 56 ページ: 2169-2180
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv133
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Visualization of cellulose synthases in Arabidopsis secondary cell walls (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Watanabe, M. J. Meents, L. M. McDonnell, S. Barkwill, A. Sampathkumar, H. N. Cartwright, T. Demura, D. W. Ehrhardt, A.L. Samuels, S. D. Mansfield
  • 雑誌名: Science 巻: 350 ページ: 198-203
  • DOI: 10.1126/science.aac7446
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] フェムト秒レーザー誘起衝撃力による植物細胞の細胞壁と細胞膜の高速形状変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吹田 啓介、片桐 大輔、飯野 敬矩、米田 新、出村 拓、細川 陽一郎
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都目黒区）
  • 年月日: 2016-03-19 – 2016-03-22
• [学会発表] 細胞壁健全性感知におけるヘクチアンストランドの役割の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 米田 新，片桐 大輔，細川 陽一郎，出村 拓
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] Distubance of cortical microtubule orientation by sulfamethizole leads to abnormal secondary cell wall patterning during xylem vessel differentiation (2016)
  • 著者名/発表者名: 家門 絵理, Edouard Pesquet, 米田 新, 出村 拓
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] Enhancer mutant screening using the induction system of ectopic xylem vessel cell differntiation of Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: Risaku Hirai, Yuto Takenaka, Yuki Sakamoto, Junko Hasegawa, Sachihiro Matsunaga, Misato Ohtani, Taku Demura
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] Analysis of Dof transcription factors regulating property of secondary cell walls (2016)
  • 著者名/発表者名: Vasagi Ramachandran, Misato Ohtani, Taku Demura
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] Analysis of VNSS genes in Pinus taeda toward understanding of tracheid differentiation (2016)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiro Akiyoshi, Yoshimi Nakano, Yusuke Kunikida, Misato Ohtani, Taku Demura
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] Tissue specific transcriptome analysis at the interface between a parasitic plant and the host plant (2016)
  • 著者名/発表者名: Takanori Wakatake, Satoko Yoshida, Ryosuke Sano, Tesuya Kurata, Taku Demura, Ken Shirasu
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] Analysis of the dynamic instability of plant microtubules in vitro (2016)
  • 著者名/発表者名: Hotta T, Fujita S, Uchimura S, Noguchi M, Demura T, Muto E, Hashimoto T.
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] 陸上植物における水輸送細胞の発達と乾燥ストレス耐性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 出村 拓
  • 学会等名: 第8回植物ストレス科学研究シンポジウム
  • 発表場所: 倉敷市芸文館 （岡山県倉敷市）
  • 年月日: 2016-03-07 – 2016-03-08
  • 招待講演
• [学会発表] Transcriptional regulation during primary and secondary cell wall formation (2015)
  • 著者名/発表者名: Misato Ohtani , Hitoshi Endo, Saelim Laddawan , Masatoshi Yamaguchi, Minoru Kubo, and Taku Demura
  • 学会等名: IPMB2015(11th International Congress of Plant Molecular Biology)
  • 発表場所: Foz do Iguacu, Brazil
  • 年月日: 2015-10-25 – 2015-10-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] テーダマツVNS 遺伝子の解析ー仮道管形成の分子機構の解明に向けてー (2015)
  • 著者名/発表者名: 秋吉 信宏、大谷 美沙都、中野 仁美、﨔田 雄佑、出村 拓
  • 学会等名: 新学術領域若手ワークショップ 第9回細胞壁研究者ネットワーク
  • 発表場所: アイ・アイ・ランド（大阪府四條畷市）
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-15
• [学会発表] 交雑ポプラT89のポット培養系を用いたテンションウッド形成における分子機構の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 時田 勝広，川久保 奈々，中野 仁美，大谷 美沙都，久保 稔，出村 拓
  • 学会等名: 新学術領域若手ワークショップ 第9回細胞壁研究者ネットワーク
  • 発表場所: アイ・アイ・ランド（大阪府四條畷市）
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-15
• [学会発表] ヒメツリガネゴケにおける通水機能を担うポリガラクツロナーゼの機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 笹尾 亮太, Xu Bo, 久保 稔, 出村 拓
  • 学会等名: 新学術領域若手ワークショップ 第9回細胞壁研究者ネットワーク
  • 発表場所: アイ・アイ・ランド（大阪府四條畷市）
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-15
• [学会発表] VND活性量依存的な道管細胞分化プログラムの活性化の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平井 理作、竹中 悠人、川邊 陽文、米田 新、大谷 美沙都、出村 拓
  • 学会等名: 新学術領域若手ワークショップ 第9回細胞壁研究者ネットワーク
  • 発表場所: アイ・アイ・ランド（大阪府四條畷市）
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-15
• [学会発表] 木部道管におけるキシラン合成酵素複合体の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 幸田 奈津穂、米田 新、出村 拓
  • 学会等名: 新学術領域若手ワークショップ 第9回細胞壁研究者ネットワーク
  • 発表場所: アイ・アイ・ランド（大阪府四條畷市）
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-15
• [学会発表] VND7過剰発現による致死性を抑圧する因子PLANT U-BOXの解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 崇臣, 竹林 有理佳, 佐野 亮輔, 坂本 智昭, 倉田 哲也, 大谷 美沙都, 出村 拓
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-09-06 – 2015-09-08
• [学会発表] オオミズゴケの貯水機能に関わる細胞分化の分子機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺田 志織、久保 稔、佐野 亮輔、坂本 智昭、倉田 哲也、徐 波、野村 俊尚、浦崎 直也、米田 新、大谷 美沙都、加藤 晃、出村 拓
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-09-06 – 2015-09-08
• [学会発表] ポプラ幼苗を用いたテンションウッド形成過程の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川久保 奈々、中野 仁美、大谷 美沙都、久保 稔、出村 拓
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-09-06 – 2015-09-08
• [学会発表] Comprehensive proteomic approach for understanding xylem vessel cell differentiation (2015)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Noguchi, Yoshimi Nakano, Nobuko Shizawa, Masayuki Fujiwara, Youichiro Fukao, Ryosuke Sano, Arata Yoneda, Ko Kato, Minoru Kubo, Misato Ohtani, Taku Demura
  • 学会等名: 5th International Conference on Proteomics & Bioinformatics
  • 発表場所: Varencia, Spain
  • 年月日: 2015-09-01 – 2015-09-03
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of small RNAs involved in tracheary element differentiation of plant (2015)
  • 著者名/発表者名: Tan Tian Tian, Hitoshi Endo, Ryosuke Sano, Misato Ohtani, Taku Demura
  • 学会等名: Post-transcriptional Gene Regulation in Plants 2015
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2015-07-10 – 2015-07-11
  • 国際学会
• [学会発表] Detailed analysis on a cis-element sequence of VND7, a master switch of xylem vessel cell differentiation in Arabidopsis (2015)
  • 著者名/発表者名: Taizo Tamura, Hitoshi Endo, Masatoshi Yamaguchi, Arata Yoneda, Misato Ohtani, Minoru Kubo, Ko Kato, Taku Demura
  • 学会等名: The 26th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-09
  • 国際学会
• [学会発表] 植物細胞壁を構築するための遺伝的プログラム (2015)
  • 著者名/発表者名: 出村 拓
  • 学会等名: 第67回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-30 – 2015-07-02
  • 招待講演
• [学会発表] Transcriptional switches controlling wood cell fates (2015)
  • 著者名/発表者名: Taku Demura
  • 学会等名: 35th New Phytologist Symposium
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2015-06-16 – 2015-06-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Transcriptional Regulation of Cellulose Synthase Genes During Plant Development (2015)
  • 著者名/発表者名: Taku Demura
  • 学会等名: OIST mini symposium "Unraveling the mysteries of cellulose: From biosynthesis & biological diversity to biomaterials"
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学（沖縄県国頭郡）
  • 年月日: 2015-04-21 – 2015-04-22
  • 国際学会 / 招待講演