管状要素分化を基盤とした陸上高等植物における形態形成制御機構の統合的解析

基于管状元件分化的陆生高等植物形态发生调控机制综合分析

• 批准号: 07J02718
• 负责人: 小田 祥久
• 金额: $ 2.11万
• 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J02718/
• 关键词: 細胞分化; 転写因子; 細胞壁; 細胞骨格; 微小管; 管状要素; 木部; 形態形成; 維管束

管状要素は、道管液の輸送および個体の機械的支持を担う、陸上高等植物の形態形成において重要な細胞のひとつである。本研究では、シロイヌナズナ培養細胞を用いた管状要素の新規分化誘導系の開発と、管状要素分化という現象の分子レベルでの解明、さらに管状要素分化を中心とした維管束植物の形態形成の統合的な理解を試みた。初年度においては、シロイヌナズナ培養細胞を用いた新規管状要素分化誘導系の開発し、2年目においては管状要素分化に関わる新規の微小管結管タンパク質MIDD1を見出すことに成功した。3年度目にあたる本年度においては、このMIDD1の機能解析を行うことによって、管状要素分化の分子機構の解明を目指した。まず、MIDD1の細胞内局在を調べた結果、細胞表層において微小管と局所的に共局在した。MIDD1が局在した領域では微小管の密度が低下し、壁孔が形成された。MIDD1の発現をRNAi法によって抑制した結果、このような微小管の消失と壁孔の形成が阻害された。MIDDlの動態を詳しく調べた結果、MIDD1は微小管のプラス端に顕著に局在したことから、MIDD1は微小管の動態を制御している可能性が考えられた。MIDD1を過剰に発現させた細胞で微小管の動態を調べた結果、微小管の脱重合が促進され、微小管の密度が低下していた。MIDD1のドメイン解析を行った結果、MIDD1は2つのcoiled-coilドメインをもち、片方が微小管に結合し、もう片方が細胞膜にアンカーされることが判明した。これらの結果はMIDD1が細胞膜の一部にアンカーされることによって、局所的に微小管に結合し、その微小管の脱重合を促進することによって管状要素の壁孔を形成していることを示している。シロイヌナズナ個体においてMIDD1は管状要素のほか、様々な細胞において発現していたことから、MIDD1による局所的な微小管の脱重合が、陸上高等植物の形態形成において重要な役割を果たしている可能性が示された。

Tubular elements are important for the transport of fluids and the mechanical support of individuals, and for the formation of terrestrial higher plants. This study attempts to understand the development and molecular evolution of tubular differentiation and differentiation in cultured cells, and the integration of tubular differentiation and vascular plant morphogenesis. In the early years, the new tube-element differentiation induction system was successfully developed by using cultured cells. In the second year, the new tube-element differentiation induction system was successfully developed by using MIDD1. 3. This year, the functional analysis of MIDD1 and the molecular mechanism of tubular element differentiation are pointed out. In the cell, MIDD1 is the result of regulation. In the cell surface, MIDD1 is the result of regulation. MIDD1 is a small area with low density and wall holes. MIDD1 expression is inhibited by RNAi, which prevents the disappearance of microtubes and the formation of wall holes. MIDD1 dynamics are detailed in the results, MIDD1 microtube dynamics are controlled in the results, MIDD1 microtube dynamics are controlled in the results, MIDD1 microtube dynamics are controlled in the results. MIDD1 is the first time that the microtubule dynamics are modulated, the microtubule de-registration is promoted, and the microtubule density is reduced. MIDD1 's coiled-coil analysis results, MIDD1 's coiled-coil analysis results, sheet microtube bonding results, sheet microtube bonding results, sheet microcell membrane analysis results, and so on. The result is that MIDD1 is a part of the cell membrane, and the micro-tube is combined and the micro-tube is separated. MIDD1 shows the possibility of the development of tubular elements, the development of cellular elements, the separation of micro-tubes in MIDD1, and the formation of morphological elements of terrestrial higher plants.

项目成果

Regulation of secondary cell wall development by cytoskeleton in metaxylem vessel differentiation

后木质部导管分化中细胞骨架对次生细胞壁发育的调节

• 发表时间: 2009
• 作者: 小田祥久;他
• 通讯作者: 他

Microtubules Regulate Dynamic Organization of Vacuoles in Physcomitrella patens

• DOI: 10.1093/pcp/pcp031
• 发表时间: 2009-04-01
• 期刊: PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
• 影响因子: 4.9
• 作者: Oda, Yoshihisa;Hirata, Aiko;Hasezawa, Seiichiro
• 通讯作者: Hasezawa, Seiichiro

表層微小管による二次細胞壁形成制御の分子機構

表面微管控制次生细胞壁形成的分子机制

• 发表时间: 2010
• 作者: Oda;et al;小田祥久・飯田有希・福田裕穂
• 通讯作者: 小田祥久・飯田有希・福田裕穂

「転写因子を用いた細胞分化誘導系の開発と後生木部様二次細胞壁の制御機構の解析」

“利用转录因子开发细胞分化诱导系统并分析后木质部样次生细胞壁的控制机制”

• 发表时间: 2008
• 作者: 小田祥久;他;小田 祥久,他
• 通讯作者: 小田 祥久,他

転写因子による細胞分化誘導系を用いた後生木部様二次細胞壁形成制御機構の解析

利用转录因子的细胞分化诱导系统分析表观木质部样次生细胞壁形成的调控机制

• 发表时间: 2009
• 作者: 小田祥久;飯田有希;山口雅利;出村拓;福田裕穂
• 通讯作者: 福田裕穂