2012 Fiscal Year Annual Research Report
樹木の二次木部細胞の分化および細胞死制御機構の直接イメージング解析
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24380090
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
船田 良 東京農工大学, 大学院・農学研究院, 教授 (20192734)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梶田 真也 東京農工大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (40323753)
渡辺 宇外 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (70337707)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 二次木部 / 管状要素 / 細胞骨格 / 培養細胞 / 生体イメージング / 細胞壁 / 修飾構造 / 微小管 |
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| Research Abstract |
本研究の主目的は、二次木部細胞の分化や細胞死過程を各種イメージング技術を駆使して可視化し、再生可能な木質バイオマスとして重要な木材の形成機構に関する新しい知見を得ることである。特に、厚い二次壁と有縁壁孔など複雑な修飾構造を形成すδ仮道管や道管要素などに形態が類似した二次木部様細胞を、樹木の培養細胞から高頻度で直接誘導する新規モデル系を確立し、細胞骨格の配向や局在のリアルタイムでの連続的な解析を行うことを目的としている。
そこで、まず交雑ポプラの培養細胞を用い、植物ホルモンの添加条件や光条件などを検討したところ、厚い細胞壁と有縁壁孔を形成する管状要素が誘導され、培養細胞からの二次木部様細胞の直接誘導に成功した。さらに、GFP-MAP4遺伝子を導入した交雑ポプラ培養細胞を作出することで、細胞内の微小管の挙動を三次元的かつ経時的に解析することが可能になった。固体培地上で継代維持するGFP-MAP4導入培養細胞を液体培地へ移し、回旋培農を行ったところ、培養細胞が管状要素へと分化した。分化中の細胞を共焦点レーザ走査顕微鏡で詳細に観察したところ、堆積中の二次壁の直下に局在する微小管の束が認められた。
また、壁孔様の構造を形成中の細砲壁では、壁孔を取り囲むように円状に強い微小管のシグナルが認めらたが、時間の経過に伴い円の中心部分に向かうようにして微小管は収縮していった。厚い二次壁と修飾構造の形成過程にある生細胞の微小管の挙動を観察することに成功したといえる。
また、同じポプラ属であるドロノキを用いて、より高度に分化した二次木部様管状要素の誘導率向上を目指したところ、オーキシンとサイトカイニンの混合添加条件で管状要素がカルス中に誘導された。管状要素の中には、両端にせん孔を形成する細胞も認められ、二次木部様管状要素の分化過程の解析に有効な新しい誘導系を確立することができたといえる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究主目的は、培養細胞から直接二次木部様細胞を誘導する条件の確立と培養細胞における細胞骨格を動的に解析することである。交雑ポプラの培養細胞から有縁壁孔をもつ管状要素が誘導され、またGFP-MAP4導入培養細胞において微小管の配向変化を解析することができたことから、順調に研究が進んでいると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究において確立した二次木部様細胞への直接誘導系を用い、細胞壁形成過程における細胞骨格の連続弼な解析を行い、細胞分化機構の新たなモデルを作成する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成24年度に投稿した論文の掲載が次年度(平成25年度)になり、論文投稿料や別刷り代が次年度の請求になったため、基金の一部が次年度の予算となった。平成25年度も、得られた成果を国際学術誌などにより多く公開する予定である。
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