茎頂根端軸の形成・維持を支配する細胞間相互作用の解析

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14036205
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 福田 裕穂 東京大学, 大学院理学系研究科, 教授 (10165293)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 出村 拓 理化学研究所, 植物科学研究センター, チームリーダー(研究職) (40272009) ; 澤 進一郎 東京大学, 助教授 (00315748)
• Keywords: シロイヌナズナ / 細胞間相互作用 / 脂質 / CLEペプチド / 小胞輸送 / 維管束 / レセプターキナーゼ / 突然変異体

Research Abstract

1)シロイヌナズナ変異体を用いた維管束の連続性に関する研究
VAN3およびその3つのシロイヌナズナホモローグの機能解析を進めた。VAN3のホモローグそれぞれの、ダブルミュータントおよび、トリプルミュータントは維管束の連続性に顕著な影響を及ぼさなかった。しかし、van3との4重変異体では、主脈の断片化を含むvan3より重篤な表現型が現れた。これにより、ACAPタイプのARF-GAPが維管束の連続性に極めて重要な働きをすることが、その中でもVAN3が中心的な役割を担うことが明らかになった。また、脂質との関連について、脂質合成の突然変異体との掛け合わせ、さらには、各ドメインを単独で導入した変異体を用いた解析などから、PHドメインでのptdins(4)Pへの結合が、VAN3の機能発現に必要なことが明らかになった。また、van3による多様なPINの局在に対する影響を調べたところ、1種のPINのみの局在に影響を与えることが分かり、このPINはVAN3による輸送系の制御を受けている可能性が示唆された。
2)発生における局所的細胞間相互作用の解析:
維管束阻害因子、TDIF(Tracheary elements Differentiation Inhibitory Factor)の同定に成功した。この原因遺伝子を単離したところ、シロイヌナズナのCLE41、CLE44に相当する遺伝子であることが分かった。また、CLE41、CLE44タンパク質は12個のアミノ酸として切り出され、さらに水酸化されることにより、活性ペプチドとなることが分かった。シロイヌナズナに存在する全CLEペプチド26種を化学合成し、その活性をシロイヌナズナ茎頂の成長阻害、シロイヌナズナ・イネの根の成長阻害、シロイヌナズナ維管束形成阻害、コケの伸長成長阻害について調べたところ、それぞれに特異性と共通性のあることが明らかとなった。
3)イネの横走維管束形成に関する研究
イネ葉の横走維管束の間隔が短くなる突然変異体を単離し、その解析を行った。その結果、この原因遺伝子がレセプターキナーゼをコードしていることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Transcriptional regulation in wood formation. (2007)
  • Author(s): Demura, T., Fukuda, H.
  • Journal Title: Trends in Plant Sci. 12 Pages: 64-70
• [Journal Article] Co-regulation of brassinosteroid biosynthesis-related genes during xylem cell differentiation. (2007)
  • Author(s): Yamamoto R., Fujioka S., Iwamoto, K., Demura, T., Takatsuto, S., Yoshida, S., Fukuda, H.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. 48 Pages: 74-83
• [Journal Article] Isolation and characterization of a novel peroxidase gene ZPO-C of which expression and function are closely associated with lignification during tracheary element differentiation. (2006)
  • Author(s): Sato, Y., Demura, T., Sugiyama M., Fukuda, H.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. 47 Pages: 493-503
• [Journal Article] Gene expression profiling using cDNA microarray analysis of the sexual reproduction stage of the unicellular charophycean alga Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex. (2006)
  • Author(s): Sekimoto, H., Tanabe, Y., Tsuchikane, Y., Shirosaki, H., Fukuda, H., Demura, T., Ito, M.
  • Journal Title: Plant Physiol. 141 Pages: 271-279
• [Journal Article] A novel R2R3 MYB transcription factor NtMYBJS1 is a methyl jasmonate-dependent regulator of phenylpropanoid-conjugate biosynthesis in tobacco. (2006)
  • Author(s): Galis, I., Simek, P., Narisawa, T., Sasaki, M., Horiguchi, T., Fukuda, H., Matsuoka, K.
  • Journal Title: Plant J. 46 Pages: 573-592
• [Journal Article] Fluorescence cross-correlation analyses of molecular interaction between an Aux/IAA protein, MSG2/IAA19, and protein-protein interaction domains of auxin response factors of Arabidopsis expressed in HeLa cells. (2006)
  • Author(s): Muto, H., Nagao, I., Demura, T., Fukuda, H., Kinjo, M., Yamamoto, K.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. 47 Pages: 1095-1101
• [Journal Article] Dodeca-CLE peptides as suppressors of plant stem cell. (2006)
  • Author(s): Ito, Y., Nakanomyo, I., Motose, H., Iwamoto, K., Sawa, S., Dohmae, N., Fukuda, H.
  • Journal Title: Science 313 Pages: 842-845
• [Journal Article] A plant peptide encoded by CLV3 identified by in situ MALDI TOF-MS analysis. (2006)
  • Author(s): Kondo, T., Sawa, S., Kinoshita, A., Mizuno, S., Kakimoto, T., Fukuda, H., Sakagami, Y.
  • Journal Title: Science 313 Pages: 845-848
• [Journal Article] Higher extracellular pH suppresses tracheary element differentiation by affecting auxin uptake. (2006)
  • Author(s): Shinohara, N., Sugiyama, M., Fukuda, H.
  • Journal Title: Planta 224 Pages: 394-404
• [Journal Article] Gene trapping in Arabidopsis reveals genes involved in vascular development. (2006)
  • Author(s): Nagawa, S., Sawa S., Sato, S., Kato, T., Tabata, S., Fukuda, H.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. 47 Pages: 1394-1405
• [Journal Article] Vascular expression patterns of Arabidopsis bZIP group I genes. (2006)
  • Author(s): Pyo, H., Demura, T., Fukuda, H.
  • Journal Title: Plant Biotech. 23 Pages: 497-501
• [Journal Article] CLV3/ESR-related (CLE) peptides as intercellular signaling molecule in plants. (2006)
  • Author(s): Sawa, S., Kinoshita, A., Nakanomyo, I., Fukuda, H.
  • Journal Title: The Chemical Record 6 Pages: 303-310
• [Book] Glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins in plants. In Frontiers in Life Sciences, 2006 (ed. M. Fujiwara, N Sato, and S. Ishiura) (2006)
  • Author(s): Motose, H., Watanabe, Y., Fukuda, H.
  • Total Pages: 111-126
  • Publisher: Research Signpost
• [Book] Vascular cell differentiation. In Cell Separation and Adhesion, (eds. J. Roberts and Z. Gonzalez-Carranza) (2006)
  • Author(s): Kuriyama, H., Fukuda, H.
  • Total Pages: 40-68
  • Publisher: Blackwell Publishing