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植物表皮細胞においてスフィンゴ脂質が伝達する位置情報シグナリングの解明

阐明植物表皮细胞中鞘脂传递的位置信号

基本信息

批准号：
19J12442
负责人：
永田賢司
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では，植物表皮細胞においてスフィンゴ脂質が伝達する位置情報シグナリングに関する研究を行ってきた。その内容は，（１）モデル植物シロイヌナズナの表皮細胞分化における鍵転写因子ATML1の安定性とATML1-脂質間相互作用の関係性の解析，（２）ATML1の相互作用脂質の同定，（３）ATML1の相互作用脂質の動態解析，に分類される．（１）モデル植物シロイヌナズナの表皮細胞分化における鍵転写因子ATML1の安定性とATML1-脂質間相互作用の関係性の解析；熱処理依存的にATML1をすべての細胞で一過的に発現することができる形質転換シロイヌナズナを作出しATML1の翻訳後動態を観察したところ、ATML1は最外層のみで安定的に存在することができ、内側の細胞では積極的な分解を受けることを明らかにした。さらに脂質ドメインに変異を入れたATML1を熱処理依存的にすべての細胞で一過的に発現することができる形質転換シロイヌナズナを作出し同様の解析を行うことで、最外層特異的なATML1の安定性がATML1-脂質間相互作用に依存することを明らかにした。（２）ATML1の相互作用脂質の同定；網羅的なProtein-lipid overlayアッセイによって、ATML1の相互作用脂質として極長鎖脂肪酸を含むセラミド（VLCFA-Cer)を同定した。（３）ATML1の相互作用脂質の動態解析；VLCFA-Cerの生合成阻害剤を用いた解析により、VLCFA-Cerが表皮細胞の中でも”外側 ”に位置する頂端膜に局在することを強く示唆する結果を得た。これらの成果から、脂質と転写因子の物理的相互作用により、脂質の持つ位置情報と転写因子による遺伝子発現制御系がクロストークして表皮分化が達成されるモデルを世界に先駆けて提唱した。

This research topic is related to the research on the integration of positional information in plant epidermal cells through which lipids can be transmitted. The contents of this paper are as follows: (1) Analysis of the relationship between ATML1 stability and ATML1-lipid interaction during epidermal cell differentiation in plants,(2) Identification of ATML1 interacting lipids,(3) Dynamic analysis of ATML1 interacting lipids, and classification. (1) Analysis of the stability of ATML1 and the relationship between ATML1 and lipid interaction during epidermal cell differentiation in plants; Heat treatment-dependent ATML1 cells undergo a process of physical and chemical transformation, and ATML1 cells undergo a process of post-inversion dynamic detection. ATML1 cells undergo a process of active decomposition, and ATML1 cells undergo a process of thermal decomposition. In addition, ATML1 can be detected in cells that are dependent on heat treatment due to changes in lipid membranes. This makes it clear that the stability of the outermost specific ATML1 is dependent on the ATML1-lipid interaction. (2) ATML1 interacting lipids are identified; Protein-lipid overlay is included in the matrix; ATML1 interacting lipids are identified as VLCFA-Cer. (3) Dynamic analysis of ATML1 interacting lipids; analysis of VLCFA-Cer biosynthesis inhibitors; and results of VLCFA-Cer interaction in the apical membrane of epidermal cells. The results show that the physical interaction between lipids and writing factors, lipid retention position information and writing factors, gene generation control system, epidermal differentiation, and the world's leading technology.