分化誘導因子xylogenの輸送機構・作用機構の解明

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植物の木部分化を誘導するxylogenは、分化しつつある細胞の片側から分泌され、隣接した未分化な細胞の分化を促し、維管束の連続的な形成に貢献していると考えられる。本研究では、遺伝学的解析が容易なシロイヌナズナを用いて、xylogenの機能発現に不可欠な局在・輸送制御を解析し、植物細胞の極性形成の分子機構を解明することを目指した。Xylogenの局在・輸送を生細胞で観察する系を確立した。シロイヌナズナのxylogenであるXYP1、XYP2と緑色蛍光タンパク質(GFP)の融合タンパク質を、XYP1、XYP2プロモーター制御下で発現するシロイヌナズナ形質転換体(pXYP1:XYP1-GFP、pXYP2:XYP2-GFP)を作製・観察した。その結果、XYP1-GFP、XYP2-GFPが細胞膜と細胞壁の双方に局在することが示された。発生過程におけるXYP1、XYP2の蓄積パターンを詳細に観察した結果、XYP1-GFPは胚発生過程で多量に蓄積し、発芽後の成長過程で液胞に輸送され、急速に分解されることを示した。一方で、XYP2-GFPは維管束特異的に蓄積することが示された。以上の結果から、XYP1は胚発生において、XYP2は維管束形成において機能すると考えられる。Xylogenの輸送制御を調べるため、各種変異体における局在や阻害剤の影響を解析した。その結果、xylogenは細胞内のエンドソームと細胞膜表面の間を往復しており、エンドソームから細胞膜への輸送にはGNOMタンパク質が必要であり、細胞膜からエンドソームへの輸送はオーキシンによって抑制されることが示唆された。一方、xylogenの細胞表面への輸送にはGPIアンカーの付加が必要であることが示された。また、輸送変異体スクリーニングの過程で、細胞形態に異常を示すibo1変異体を単離し、解析を行った。