| 研究課題/領域番号 |
25440124
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
横山 隆亮 東北大学, 生命科学研究科, 講師 (90302083)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 細胞壁 / イネ / キシログルカン / 細胞間輸送 / マイクロダイセクション |
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| 研究概要 |
本研究では、細胞壁を構成する多糖類の細胞間輸送に関わる制御機構の解明を目指している。これまでの研究を通して、イネの維管束組織では、フコシル化されたキシログルカンが伴細胞で生産された後に、師管細胞の細胞壁へと輸送されることを明らかにしていた。
１、師管細胞に輸送されたキシログルカンはキシログルカン転移酵素／加水分解酵素（XTH）によって師管の細胞壁に組込まれると推測されていたが、昨年度までの研究でイネのXTHが維管束組織においてキシログルカンの転移反応を触媒していることを実証した。この結果は、師管細胞以外でもXTHが存在する一方、キシログルカンの細胞壁への組込みが師管だけに生じることから、キシログルカンが師管だけに方向性をもって輸送されることを強く示すものとなった。またこのXTHの機能解明の研究成果については、論文として国際専門誌に投稿し、受理された。
２、細胞間で輸送されるキシログルカン分子を免疫組織法などでは十分に捉えられることができなかったことから、細胞間輸送は一過的なもの、あるいは非常に微量なものである可能性が高いと考えられた。そこで輸送経路と思われる細胞外領域を多量にサンプリングして分析できるように、マイクロダイセクションを利用したサンプリング法の改良を進めた。植物組織を固定直後に低真空で２枚のポリエチレンナフタレートフィルムに挟み込むことによって、厚さ100μmまでの組織から目的部位を簡便かつ大量に回収することが可能になった。本技術を用いることで、輸送経路のキシログルカン分子、および輸送経路に存在するタンパク質を回収することが可能になった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度の研究実地計画で示した「キシログルカンが方向性のない分泌・拡散の後に師管の細胞壁によって補足される機構があるのか、あるいは方向性をもって師管の細胞壁だけに輸送されるのかを明らかにする」という目標は、免疫染色などで移動中のキシログルカン分子を観察することはできなかったが、キシログルカンを細胞壁に組込む酵素の同定と機能解明を進めることによって、方向性をもった輸送制御機構であることを示すことに成功した。またその輸送経路におけるキシログルカン分子や、輸送制御に関連するタンパク質を同定するためのマイクロダイセクション法によるサンプリング法を開発できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
キシログルカン分子の輸送が方向性のない分泌・拡散ではなく、特定の経路で師管の細胞壁へ輸送されることが示されたことから、この輸送経路で機能するタンパク質等の同定に重点を置く。また輸送中のキシログルカン分子の単離・構造解析を進め、このキシログルカン分子と相互作用し、輸送機構に関わると考えられるタンパク質の同定も平行して進める。いずれの方法も輸送経路からのタンパク質や多糖の単離が重要なポイントとなるため、マイクロダイセクションを利用したサンプリング法の技術等をさらに向上させ、タンパク質と多糖分子の単離・同定を推進する。
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