植物の細胞間情報伝達を司る生理活性糖鎖AMORによる糖鎖シグナリングの解明

細胞間コミュニケーションにおける情報因子として、糖鎖は防御応答、細胞増殖、そして細胞分化など数多くの過程に重要な役割をはたしている。植物の細胞壁に多量に含まれる糖鎖を介した細胞間シグナリングも、極めて重要と想定されてきたにも関わらず、これまでよく知られていなかった。このような中、我々は被子植物トレニアにおいて花粉管に胚のうからの誘引物質への応答能を付与する胚珠由来の因子AMORがアラビノガラクタン（AG）糖鎖であることを同定した。AG糖鎖は植物特有の糖タンパク質で細胞壁中に多量に存在するAGタンパク質の糖鎖部分である。有機化学合成を用いた解析から、AMORの活性中心がAG糖鎖の末端に存在するメチルグルクロノシルガラクトースであることを明らかにした。しかし、依然としてAMORの生合成経路や作用メカニズム、相手細胞での細胞内シグナリングなど、植物糖鎖シグナリングの本質ともいうべき多くのことが解明されていない。本研究計画では、AMORの生理活性部位として同定したメチルグルクロノシルガラクトースに着目し、その糖鎖シグナリングを明らかにすることを目指した。これまでに、メチルグルクロノシルガラクトースのモノクローナル抗体を作出し、トレニアにおけるAMORの時空間的解析を行なった。今年度はAMORの普遍性を明らかにするために、他種植物におけるAMORの機能の解析を目指した。トレニアの近縁種であるウリクサにおいてAMORが花粉管に誘引物質への応答能付与に機能していることが明らかとなった。モデル植物シロイヌナズナにおいてAMORの活性に重要なグルクロン酸のメチル基がない変異体を作出した。

細胞間コミュニケーションにおける情報因子として、糖鎖は防御応答、細胞増殖、そして細胞分化など数多くの過程に重要な役割をはたしている。植物の細胞壁に多量に含まれる糖鎖を介した細胞間シグナリングも、極めて重要と想定されてきたにも関わらず、これまでよく知られていなかった。このような中、我々は被子植物トレニアにおいて花粉管に胚のうからの誘引物質への応答能を付与する胚珠由来の因子AMORがアラビノガラクタン（AG）糖鎖であることを同定した。AG糖鎖は植物特有の糖タンパク質で細胞壁中に多量に存在するAGタンパク質の糖鎖部分である。有機化学合成を用いた解析から、AMORの活性中心がAG糖鎖の末端に存在するメチルグルクロノシルガラクトースであることを明らかにした。しかし、依然としてAMORの生合成経路や作用メカニズム、相手細胞での細胞内シグナリングなど、植物糖鎖シグナリングの本質ともいうべき多くのことが解明されていない。本研究計画では、AMORの生理活性部位として同定したメチルグルクロノシルガラクトースに着目し、その糖鎖シグナリングを明らかにすることを目指した。これまでに、メチルグルクロノシルガラクトースのモノクローナル抗体を作出し、トレニアにおけるAMORの時空間的解析を行なった。今年度はAMORの普遍性を明らかにするために、他種植物におけるAMORの機能の解析を目指した。トレニアの近縁種であるウリクサにおいてAMORが花粉管に誘引物質への応答能付与に機能していることが明らかとなった。モデル植物シロイヌナズナにおいてAMORの活性に重要なグルクロン酸のメチル基がない変異体を作出した。