細胞伸長制御機構における蛋白質-蛋白質相互作用の解明

阐明细胞伸长控制机制中蛋白质-蛋白质相互作用

• 批准号: 13206080
• 负责人: 金 きょん泰
• 金额: $ 3.52万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13206080/
• 关键词: 葉の発生; 細胞伸長制御; 蛋白質-蛋白質相互作用; 細胞質表層微小管; Two-hybridシステム; Microarray; 分子遺伝学

<背景と目的>葉の発生における細胞伸長制御機構を解明することは、植物の形、多様化の仕組みの理解に必須である。これまでに私は、アラビドプシスの葉細胞の極性伸長を司るANならびにROT3両遺伝子のクローニングに成功した。興味深いことにこれら遺伝子は、共に植物界に特異的な遺伝子族を成すことが判明した。そのうち葉の幅方向への細胞伸長は、蛋白質-蛋白質相互作用を介した重要な調節因子であるAN遺伝子によって制御されると考えられた。これらの成果を受け、多細胞生物の形を左右する新たな細胞極性伸長制御機構、すなわちタンパク質の相互作用を通じた制御機構の解明を目的とする。<研究成果>AN::GFP融合蛋白質の作成とその細胞内の局在解析、two-hybrid解析用のライブラリの作成、およびマイクロアレー解析による標的遺伝子および下流調節因子の単離などが済んでいる。予想される標的遺伝子のうち、zinc-finger protein,bHLHのような転写因子およびfimbrin-like proteinなどのactin制御因子については、現在それらのトランスジェニック植物を作成し、機能解析を行なっている。また研究計画のうち、蛋白ム蛋白相互作用に重要な役割を果たすAN蛋白質のホモダイマー形成を調べた結果、AN蛋白質は単独ではなくホモダイマー形成し、他の蛋白質と結合することが明らかになった。未知のAN蛋白質のC末端の配列がホモダイマー形成に必須であることが判明し、新たな制御システムの解明が期待される。また、AN蛋白質のtranscriptional co-repressorとしての機能を知るため、E1A subunitとの蛋白質の相互作用を調べている。さらに、多細胞生物における蛋白質相互作用に関する共通的な機能の解析のため、朝顔、ゼニゴケ、ヒメツリガネゴケからAN遺伝子のホモログ遺伝子の単離に成功し、その機能の解析を進めている。以上の成果の一部をまとめ、論文報告済みである(Kim et al.EMBO J.)。<考察>本研究では分子遺伝学的及び生化学的アプローチという広範囲にわたる視点から行ない、ANタンパクと相互作用する因子の単離だけでなく標的遺伝子の単離とその解析を通じ、細胞伸長制御機構に関する総合的な解析を行なった。その結果、AN遺伝子は転写制御因子としてタンパク質の相互作用を通じ、細胞伸長制御機構において重要な役割をする基本因子であると考えられる。

Background and Objective: To understand the mechanism of cell elongation control in leaf development, it is necessary to understand the structure of plant morphology and diversification. This is the first time that the polar elongation of leaf cells has been successfully developed. The plant kingdom is a unique and unique family of plants. A study on the regulation of cell elongation and protein-protein interaction in the direction of leaf width The results of this study are as follows: (1) the shape of multicellular organisms is controlled by new cell polar elongation mechanisms, and (2) the interaction between molecules is controlled by new cell polar elongation mechanisms. <Research Results> Production of AN::GFP fusion protein and intracellular analysis, production of protein for two-hybrid analysis, target gene for two-hybrid analysis and downstream regulatory factors. The target gene, zinc-finger protein,bHLH, is expected to be produced by fimbrin-like protein, actin control factor, and functional analysis of plants. The results of the study project show that protein interactions are important for protein formation and protein binding. The C-terminal sequence of an unknown AN protein must be identified and the new sequence is expected to be resolved. The transcriptional co-repressor and function of AN protein are known, and the protein interaction of E1A subunit is regulated. In addition, the analysis of common functions related to protein interactions in multicellular organisms has been carried out successfully and the analysis of common functions has been advanced. A part of the above results, paper report (Kim et al. EMBO J.). <Investigation> In this study, we conducted comprehensive analysis of molecular genetics and biochemistry in relation to the separation of target genes and the regulation of cell elongation. As a result, ANs have been found to be essential factors in the regulation of cell elongation through the interaction of substances.

项目成果

Kim, G.-T., Tsukaya, H.: "Regulation of the Biosynthesis of Plant Hormones by Cytochrome P450s"Journal of Plant Research. (in press). (2002)

Kim, G.-T., Tsukaya, H.：“细胞色素 P450 对植物激素生物合成的调节”植物研究杂志。

Kim, G.-T. et al.: "The ANGUSTIFOLIA gene of Arabidopsis, a plant CtBP gene, regulates leaf-cell expansion, the arrangement of cortical microtubules in leaf cells and expression of a gene involved in cell-wall formation"EMBO Journal. 21(6)(in press). (200

金，G.-T。

Kim, G.-T.: "Genetic control of leaf expansion"Plant Morphology. 13(1). 77-83 (2001)

Kim, G.-T.：“叶片扩张的遗传控制”植物形态学。