植物の背丈伸長を制御するペプチドリガンド－受容体ペアのシグナル伝達と特異性の解析

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26291057
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 鳥居 啓子 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 客員教授 (60506103)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 植物 / 発生分化 / ペプチドホルモン / 受容体キナーゼ / シグナル伝達 / シロイヌナズナ

研究実績の概要

多細胞体の発生と分化は細胞間の密なコミュニケーションを介して起こる。特に、高等植物の細胞は細胞壁に囲まれており、自在に移動・変形することが出来ない。そのため、発生途中の細胞群が情報因子をやりとりし適切なタイミングで異なる組織へと分化していくことが重要である。近年、植物の発生におけるペプチドホルモン因子の重要性がクローズアップされてきた。シロイヌナズナEPIDERMAL PATTERNING FACTOR (PEF)/EPF-LIKE (EPFL)ペプチドファミリーの各メンバーは、背丈の伸長や気孔の分化という異なる発生現象を、同一の受容体を介して制御する。では一体、植物体内を交叉する複数の類似シグナルは、同一受容体によってどのように選別・認識されているのだろうか。本研究では、生化学、分子発生遺伝学、ペプチド合成技術を用いて、EPFファミリーペプチドホルモンとERECTAファミリー受容体の機能を明らかにし、リガンド－受容体ペアの細胞組織特異的な作用機作に迫る。研究期間を通じ、プロモータースワップ法によるシロイヌナズナEPF/EPFLファミリー間の機能相補性および特異性の解析を行った。さらには、機能未知であったEPFLファミリー メンバーのうち、EPFL2は、葉のギザギザ（鋸歯）の形成に必要なペプチドホルモンであることを明らかにした。シロイヌナズナには１１のEPF/EPFLペプチドホルモンが存在する。機能未知なものに関しては、ゲノム編集法によるノックアウト変異体の作成を試みた。

現在までの達成度 (段落)

28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

28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

28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

28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] Howard Hughes Medical Institute/University of Washington(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Howard Hughes Medical Institute/University of Washington
• [国際共同研究] The Sainsbury Lab(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: The Sainsbury Lab
• [雑誌論文] Cryptic bioactivity capacitated by synthetic hybrid plant peptides. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirakawa, Y., Shinohara, H., Welke, K., Irle, S., Matsubayashi, Y., Torii, K.U., and Uchida, N.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 ページ: 14318
  • DOI: 10.1038/ncomms14318
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] EPFL-ERECTA family signaling that bounces in and out of phloem. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tameshige, T., Ikematsu, S., Torii, K.U., and Uchida, N.
  • 雑誌名: J Exp Bot. 巻: 68 ページ: 45-53
  • DOI: 10.1093/jxb/erw447
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ERECTA-family receptor genes prevent excessive progression of radial growth and premature initiation of fiber differentiation in the Arabidopsis hypocotyl vasculature. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ikematsu, S., Tasaka, M., Torii, K.U., and Uchida, N.
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 213 ページ: 1697-1709
  • DOI: 10.1111/nph.14335
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Impact of erecta mutation on leaf serration differs between Arabidopsis accessions. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tameshige, T., Okamoto, S., Tasaka, M., Torii, K.U., and Uchida, N.
  • 雑誌名: Plant Signal & Behav 巻: 17 ページ: e1261231
  • DOI: 10.1080/15592324.2016.1261231
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A secreted peptide and its receptors shape the auxin response patterns and leaf margin morphogenesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tameshige, T., Okamoto, S., Lee, J.S., Aida, M., Tasaka, M., Torii, K.U., and Uchida, N.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 26 ページ: 2478-2485
  • DOI: 10.1016/j.cub.2016.07.014.
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Understanding and manipulating peptide signaling in plants (2016)
  • 著者名/発表者名: Keiko Torii
  • 学会等名: ITbM Symposium
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-12-12 – 2016-12-13
  • 招待講演
• [学会発表] Signal specificity and integration during stomatal development (2016)
  • 著者名/発表者名: Keiko Torii
  • 学会等名: CRC1101 Symposium: Molecular encoding of specificity in plant processes
  • 発表場所: ドイツ、チュービンゲン
  • 年月日: 2016-04-04 – 2016-04-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [産業財産権] Plant Growth Regulator and Engineered Receptor (2017)
  • 発明者名: Keiko Torii 他4人
  • 権利者名: Keiko Torii 他4人
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 62/468642
  • 出願年月日: 2017-03-08
  • 外国
• [産業財産権] Plant Growth Regulator (2016)
  • 発明者名: Keiko Torii 他７人
  • 権利者名: Keiko Torii 他７人
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 62/260064
  • 出願年月日: 2016-07-08
  • 外国