植物細胞壁形成における細胞内膜系オルガネラの形態制御

植物细胞壁形成中内膜细胞器的形态控制

• 批准号: 21K06229
• 负责人: 國枝 正
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06229/
• 关键词: 内膜系オルガネラ; 膜交通; 細胞壁; ペクチン; ユビキチンE3リガーゼ

植物細胞は細胞膜外に細胞壁を形成することで個々の細胞、ひいては個体全体の形態を制御している。細胞内で合成された細胞壁の構成成分の多くは、内膜系オルガネラによる膜交通によって細胞膜外へと輸送される。内膜系オルガネラ間の輸送には膜融合や分離を伴うことから、それらが内膜系オルガネラの形態に作用すると考えられる。本研究では、細胞壁構成成分の分泌輸送に着目して、内膜系オルガネラの形態形成における分子制御メカニズムの解明を目的とする。本年度は、本研究の核因子であるユビキチンE3リガーゼがユビキチン化標的とする基質タンパク質の探索を行った。蛍光タンパク質を融合させた当該E3リガーゼを発現するシロイヌナズナの幼植物体を対象にして免疫沈降-質量分析を行ったところ、ゴルジ装置や後期エンドソームを含む内膜系オルガネラ関連因子が多く同定された。この結果は当該E3リガーゼの細胞内局在をよく反映しており、かつ、同定された因子の中には細胞壁形成やゴルジ装置の形態制御に関与することをすでに報告されているものが含まれていた。したがって、当該E3リガーゼはそれら因子の代謝制御によって、内膜系オルガネラの形態を制御している可能性がある。一方、当該E3リガーゼのドメイン変異型を過剰発現させた細胞では、細胞伸長異常と細胞肥大を引き起こすことを見い出した。当該E3リガーゼの遺伝子欠損変異体では細胞壁ペクチンの異常を示すことから、ドメイン変異型過剰発現体での細胞形状異常は細胞壁の形成異常に起因するものと予想される。これらの可能性を検証するための解析を現在進めている。

は plant cells outside the cell membrane に を cell wall formation す る こ と で a 々 の cells, ひ い て は individual all の form を suppression し て い る. Intracellular で synthetic さ れ た composition of cell wall の の more く は, endometrium オ ル ガ ネ ラ に よ る membrane transport に よ っ て outside the cell membrane へ と conveying さ れ る. Between lining system オ ル ガ ネ ラ の conveying に は を with や separation membrane fusion う こ と か ら, そ れ ら が lining system オ ル ガ ネ ラ の に works す る と exam え ら れ る. This study で は, cell wall composition の secretion conveying に with mesh し て, endometrium オ ル ガ ネ ラ の morphogenetic に お け る molecular suppression メ カ ニ ズ ム の interpret を purpose と す る. は this year, this study の nuclear factor で あ る ユ ビ キ チ ン E3 リ ガ ー ゼ が ユ ビ キ チ ン mineralization mark と す る matrix タ ン パ ク mass line の explore を っ た. 蛍 light タ ン パ ク qualitative を fusion さ せ た when the E3 リ ガ ー ゼ を 発 now す る シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ の young plants を like に seaborne し を line っ て immune sink - quality analysis た と こ ろ, ゴ ル ジ device や late エ ン ド ソ ー ム を containing む lining オ ル ガ ネ ラ masato even factor more than が く be さ れ た. は こ の results when the E3 リ ガ ー ゼ の cells inside bureau in を よ く reflect し て お り, か つ, with fixed さ れ た factor in の に は cell wall formation や ゴ ル ジ device の form suppression に masato and す る こ と を す で に report さ れ て い る も の が containing ま れ て い た. し た が っ て, when the E3 リ ガ ー ゼ は そ れ ら factor の metabolic suppression に よ っ て, endometrium オ ル ガ ネ ラ の form を suppression し て い る possibility が あ る. Side, when the E3 リ ガ ー ゼ の ド メ イ ン - alien を through turning 発 now さ せ た cells で は and abnormal cell elongation と cell hypertrophy を lead き こ す こ と を see い out し た. When the E3 リ ガ ー ゼ の heritage 伝 son owe loss - variant で は cell wall ペ ク チ ン の abnormal を shown す こ と か ら, ド メ イ ン - aliens have turning 発 now body で の cause abnormal cell shape は cell wall formation of an anomalous の に す る も の と to think さ れ る. Youdaoplaceholder2 れら <s:1> possibility を検 certificate するため <s:1> analysis を now enter めて る る る.

项目成果

合成生物学アプローチによる樹木の枝の伸長角度制御-植物発生・生理学からのBaubotanikへの挑戦-

利用合成生物学方法控制树枝的伸长角度 - 来自植物发育和生理学对 Baubotanik 的挑战 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 川本望;中楚洋介;吉田祐樹;國枝正;出村拓;澤進一郎;森田(寺尾)美代
• 通讯作者: 森田(寺尾)美代

シロイヌナズナ木部道管細胞の分化に伴う力学的強度変化の解析

与拟南芥木质部导管细胞分化相关的机械强度变化分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 森田瑞生;大和勝幸;國枝正，川村純平，別所歩武，岸田佳祐，細川陽一郎，出村拓
• 通讯作者: 國枝正，川村純平，別所歩武，岸田佳祐，細川陽一郎，出村拓

機械刺激はシロイヌナズナ木部道管細胞の二次細胞壁形成を抑制する

机械刺激抑制拟南芥木质部导管细胞次生细胞壁的形成

• 发表时间: 2021
• 作者: Tadashi Kunieda;Mitsuki Jifuku;George W. Haughn;Ikuko Hara-Nishimura;Taku Demura;三谷恭平，國枝正，出村拓
• 通讯作者: 三谷恭平，國枝正，出村拓

RING型ユビキチンE3リガーゼFLYING SAUCERの機能解析

RING型泛素E3连接酶FLYING SAUCER的功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 松葉千夏;國枝正;地福海月;西村いくこ;George W. Haughn;出村拓
• 通讯作者: 出村拓

Changes of cell stiffness in developing xylem vessel cells in Arabidopsis

拟南芥木质部导管细胞发育过程中细胞硬度的变化

• 发表时间: 2022
• 作者: Tadashi Kunieda;Jumpei Kawamura;Ayumu Bessho;Keisuke Kishida;Yoichiroh Hosokawa;Taku Demura
• 通讯作者: Taku Demura