二次細胞壁のパターン形成を支配する空間シグナルの解明

2014 年度 実績報告書

• 研究領域: 植物細胞壁の情報処理システム
• 研究課題/領域番号: 25114507
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 小田 祥久 国立遺伝学研究所, 新分野創造センター, 准教授 (30583257)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 二次細胞壁 / 細胞骨格 / ROP GTPase

研究実績の概要

木部道管における二次細胞壁の形成は、特徴的なパターンに配向した表層微小管に従って二次細胞壁成分が沈着することよって達成される。しかしながら細胞壁成分を運ぶ膜輸送系と表層微小管とを結びつける分子的な仕組みはほとんど明らかになっていない。本研究課題における網羅的な局在解析により、小胞様の構造に局在する機能未知のコイルドコイルタンパク質を見出し、VETH1およびVEGTH2と名付けた。この小胞は微小管上をプラス端に向かって移動し、プラス端に蓄積する挙動を示した。また、複数の表層微小管上を渡り歩く様子も観察されたことから何らかのキネシンモータータンパク質により微小管上を移動する未知の小胞に局在すると考えられた。Y2H法およびBiFC法によりVETHタンパク質はConserved Oligomeric Golgi2 (COG2)と相互作用することが分った。COG2は膜構造の輸送先との相互作用を担うテザリングタンパク質であることから、VETHタンパク質はテザリングタンパク質複合体の一部であると考えられた。VETHおよびCOG2はエキソサイトーシスのテザリングタンパク質複合体として知られるexocystの一サブユニットであるEXO70A1と共局在したことからも、これらがテザリング複合体である可能性が示唆された。非木部細胞において、EXO70A1は表層微小管から離れた細胞膜上にドット状に局在したが、VETHおよびCOG2の共発現に伴いEXO70A1は表層微小管に沿って局在した。exo70a1変異体では二次細胞壁の沈着が異所的に引き起こされたことから、VETHおよびCOG2は、何らかの細胞壁成分を運ぶエキソサイトーシスを表層微小管に沿って誘導することにより、表層微小管に沿った二次細胞壁の沈着に寄与していると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Cortical microtubule rearrangements and cell wall patterning (2015)
  • 著者名/発表者名: Oda, Y.
  • 雑誌名: Front Plant Sci 巻: 6 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fpls.2015.00236
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Novel Coiled-Coil Proteins Regulate Exocyst Association with Cortical Microtubules in Xylem Cells via the Conserved Oligomeric Golgi-Complex 2 Protein (2015)
  • 著者名/発表者名: Oda, Y., Iida, Y., Nagashima, Y., Sugiyama, Y., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 56 ページ: 277-286
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu197
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ohashi-Ito K, Saegusa M, Iwamoto K, Oda Y, Katayama H, Kojima M, Sakakibara H, Fukuda H. (2014) A bHLH Complex Activates Vascular Cell Division via Cytokinin Action in Root Apical Meristem. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohashi-Ito, K., Saegusa, M., Iwamoto, K., Oda, Y., Katayama, H., Kojima, M., Sakakibara, H., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Curr Biol 巻: 24 ページ: 2053-2058
  • DOI: 10.1016/j.cub.2014.07.050
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emerging roles of small GTPases in secondary cell wall development (2014)
  • 著者名/発表者名: Oda, Y., Fukuda, H.
  • 雑誌名: Front Plant Sci 巻: 5 ページ: 428-432
  • DOI: 10.3389/fpls.2014.00428
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Secondary cell wall patterning in metaxylem vessels (2015)
  • 著者名/発表者名: Oda, Y., Nagashima, Y., Sugiyama, Y., Fukuda, H.
  • 学会等名: Front Lines of Plant Cell Wall Research
  • 発表場所: 東大寺文化センター・奈良市
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] 二次細胞壁パターン形成の理解に向けた新規微小管付随タンパク質の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉山友希, 福田裕穂, 小田祥久
  • 学会等名: 第５６回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス・東京（世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 道管の二次細胞壁パターンを制御する新規ROP エフェクターの解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長島慶宜, 小田祥久, 福田裕穂
  • 学会等名: 第５６回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス・東京（世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Novel Coiled-Coil Proteins Regulate Exocyst Association with Cortical Microtubules in Xylem Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Oda, Y., Iida, Y., Nagashima, Y., Sugiyama, Y., Fukuda, H.
  • 学会等名: 第５６回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス・東京（世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] The molecular basis of secondary cell wall patterns: Dynamic interplay of Rho GTPase and cortical cytoskeleton. (2014)
  • 著者名/発表者名: Oda, Y., Iida, Y., Nagashima, Y., Sugiyama, Y., Fukuda, H.
  • 学会等名: 38th Naito Conference
  • 発表場所: シャトレーゼ・ガトーキングダム サッポロ・札幌
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-10
• [学会発表] 道管の二次細胞壁パターンを制御する新規ROPシグナル因子の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長島慶宜、福田裕穂、小田祥久
  • 学会等名: 日本植物学会年会第７８回大会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス・神奈川（川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] 二次細胞壁のパターン構築を制御する新規微小管付随タンパク質の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉山友希、福田裕穂、小田祥久
  • 学会等名: 日本植物学会年会第７８回大会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス・神奈川（川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] Live cell imaging of xylem differentiation: dissecting the molecular basis of secondary cell wall patterning. (2014)
  • 著者名/発表者名: Oda, Y.
  • 学会等名: International ERATO Higashiyama Live-Holonics Symposium 2014 “Plant Live-Cell Imaging and Microdevices”
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス・名古屋市
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-10
  • 招待講演
• [学会発表] Self-organization of cell wall patterns through the Rho GTPase-cortical microtubule interplay. (2014)
  • 著者名/発表者名: Oda, Y.
  • 学会等名: ESF/EMBO Conference (Cell polarity and membrane trafficking)
  • 発表場所: Polonia Castle (Dom Polinii), Pultusk, Poland
  • 年月日: 2014-05-10 – 2014-05-15
  • 招待講演
• [図書] The Plant Cell Wall Pattern and Cell Shape. 1st ed, by Hiroo Fukuda, Chapter 7 (2014)
  • 著者名/発表者名: Oda, Y., Fukuda, H.
  • 総ページ数: 191-214
  • 出版者: Wiley