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道管における細胞膜ドメインを通じた細胞外空間制御分子実体の同定

通过血管质膜域调节细胞外空间的分子实体的鉴定

基本信息

批准号：
20K15823
负责人：
藤田智史
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

植物細胞の細胞外に形成される細胞壁は時に非常に特徴的な蓄積パターンを見せる。本研究ではリグニンが特徴的に蓄積する道管細胞をモデルとし、細胞内での部位特異的な細胞壁修飾の分子実体の解明を目指した。道管細胞はリグニンを細胞外に多量に蓄積するが同一細胞内にリグニン化・非リグニン化領域をもつ。これまでの報告でリグニン化領域のみにおいて活性酸素種が発生することが示されているが、どのように活性酸素種の発生部位を限定しているかについては不明である。そこで本研究では道管細胞において限定的な場所で活性酸素種が発生する分子的基盤を明らかにすることを目指した。本研究では、分子遺伝学的および生化学的なアプローチをとった。以前の阻害剤実験から、細胞外における活性酸素種の発生源は細胞膜に局在するNADPH oxidaseであることが示唆されていたため、シロイヌナズナでどのホモログが道管での特異的なリグニン蓄積に必要かを検討した。シロイヌナズナのゲノムには10のNADPH oxidaseがコードされているため道管で特に発現している３つの遺伝子に着目し、multi-site CRISPRを行った。これにより三重変異体を得ることができたが、道管には顕著な表現型が現れなかった。並行してproximal labeling法を用いた部位特異的なプロテオーム解析により特にリグニン化に存在するタンパク質を網羅的に同定するための材料づくりを行った。細胞壁空間のリグニン化領域を特異的にビオチン化するためにlaccase17にTurboIDを融合したタンパク質を培養細胞および植物体に発現させることを試みたが両者において発現が確認できる形質転換体を得ることができなかった。今後異なるproximal labeling法に切り替えることを考えている。

When the extracellular walls of plant cells are formed, there is a very special な accumulation of パターンを见せる. This study focused on the specific purpose of this study, which is to identify specific molecular components that accumulate in ductal cells and modify the cell wall at specific sites within the cell. A large amount of はリグニンを outside the ductal cells accumulates, and the にリグニン and non-リグニン areas are をもつ within the same cell.これまでの Report でリグニン Chemical Field のみにおいてActive Acid Type が発生することが Show されているが、どのようにActive acid type の発生区しているかについてはUnknown である. In this study, the base of the active acid species and the active acid species in the ductal cells are limited and the molecular structure is determined. This research is based on the research results of Molecular Genetics and Biochemistry. In the past, NADPH was used as a blocking agent and an extracellular active acid species, which originated from the cell membrane. oxidase oxidase oxidase oxidase oxidase oxidase oxidaseどのホモログがduct でのspecific なリグニン accumulates にを検した.シロイヌナズナのゲノムには10NADPH Oxidase oxidase duct tube で特に発appears している３つの缝子に出目し, multi-site CRISPR を行った.これにより三级変variantを得ることができたが, 道管には顕出な manifestation れなかった. Parallel proximal The labeling method uses part-specific parsing analysis. The existence of the ニンにすタンパクquality をsnapshot に同定するためのmaterial づくりを行った. Cell wall space のリグニンをSpecific にビオチンするためにlaccase17にTurboIDをfusion qualityをCultured cells および Plant body に発appear させることをtrial みたが両者において発appear がconfirmationできるmorphological change body をget ることができなかった. From now on, the different proximal labeling methods will be used.

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Two chemically distinct root lignin barriers control solute and water balance.

DOI：
10.1038/s41467-021-22550-0
发表时间：
2021-04-19
期刊：
Nature communications
影响因子：
16.6
作者：
Reyt G;Ramakrishna P;Salas-González I;Fujita S;Love A;Tiemessen D;Lapierre C;Morreel K;Calvo-Polanco M;Flis P;Geldner N;Boursiac Y;Boerjan W;George MW;Castrillo G;Salt DE
通讯作者：
Salt DE

The Arabidopsis mature endosperm promotes seedling cuticle formation via release of sulfated peptides