維管束植物の篩管の中空化におけるオルガネラ・リロケーションの制御機構

维管植物韧皮部管空心过程中细胞器迁移的控制机制

• 批准号: 15J10272
• 负责人: 宮島 かおり
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-10 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J10272/
• 关键词: 維管束; 篩要素; オルガネラ・リロケーション; 細胞分化; シロイヌナズナ; 植物; 篩部; 維管束篩部; 新規微小管構造

維管束植物では、篩要素細胞の細胞内で光合成産物などが輸送される。そのため、篩要素細胞は効率的な輸送のために、細胞分化過程で核消失や細胞質基質の希釈を経て中空化する。また、若い篩要素細胞では細胞質に散在していたミトコンドリアや細胞内膜系などのオルガネラが、篩要素の最終分化に伴って核近傍または細胞膜周辺部に集められる、オルガネラ・リロケーションが起こる。本研究期間のこれまでの研究により、オルガネラ・リロケーション時に、微小管が細胞内膜系に囲まれているという新規性の高い構造体が一過的に形成されることが観察されていた。本年度、微小管と小胞体(ER)の同時可視化を行った結果、この微小管構造がERのシグナルと共局在する様子が観察された。これにより、篩要素の最終分化前に見出していた微小管と細胞内膜系からなる新規構造体は、微小管とERを含む構造体であることが明らかになった。また、昨年までに、篩要素特異的に微小管形成を阻害すると核消失や細胞質基質の希釈を伴う細胞分化に異常が現れることを複数の系によって確かめていたが、本年度は、昨年度までの系を検証する、さらに別のコンストラクトを用いても同様の異常が出ることを明らかにした。このことから、微小管形成が正常な篩要素の細胞分化に必要であることが強く示唆された。また本年度は、昨年度までの定性的な解析に加え、篩要素特異的に微小管形成を阻害する系において見られる篩要素の核消失や細胞質基質の希釈の遅延を定量的に検証した。これには核消失が起こる篩要素細胞の長軸方向の長さや近隣の皮層細胞の長軸方向の長さを測定し、篩要素特異的に微小管形成を阻害すると、野生型に比べて篩要素の細胞分化が遅延する様子が確かめられた。

The photosynthetic products in vascular plant cells are transported through the cells. The cell differentiation process, the loss of cytoplasmic matrix, and the hollowing out of the cell. If the screening elements are present in the cytoplasm, they are scattered in the cytoplasm, and the inner membrane system is developed. The final differentiation of the screening elements is accompanied by the accumulation of the nucleus near the peripheral part of the cell membrane. During this study, we investigated the formation of novel structures in microtubules and intracellular membrane systems. This year, the microtubule and microcell (ER) simultaneous visualization results, the microtubule structure and ER integration results were observed. Before the final differentiation of the microtubule and the screening element, the new structure of the microtubule and the ER structure are seen. In the past year, the number of cell differentiation abnormalities in the cytoplasm and matrix was increased. In the past year, the number of cell differentiation abnormalities in the cytoplasm and matrix was increased. The formation of microtubules is necessary for normal screening elements and cell differentiation. This year, qualitative analysis was conducted to investigate the effects of sieve-specific microtubule formation on nuclear depletion and cytoplasmic matrix development. The length of the long axis of the sieve-element cells was measured in both the absence of nuclei and the adjacent cortical cells, and the sieve-element-specific microtubule formation was inhibited in wild-type cells compared to sieve-element cell differentiation.

项目成果

A novel structural mechanism regulating the phloem cell differentiation in Arabidopsis

调节拟南芥韧皮部细胞分化的新结构机制

• 发表时间: 2016
• 作者: Kaori Miyashima Furuta;Shunsuke Miyashima;Ilya Belevich;Eija Jokitalo;Yka Helariutta;and Keiji Nakajima
• 通讯作者: and Keiji Nakajima

維管束篩要素の細胞分化におけるオルガネラ・リロケーション機構

维管筛元件细胞分化中的细胞器重定位机制

• 发表时间: 2017
• 作者: 古田かおり;宮島俊介;Ilya Belevich; Yka Helariutta;Eija Jokitalo;中島敬二
• 通讯作者: 中島敬二

University of Cambridge(英国)

剑桥大学（英国）

A unique microtubule structure regulating the phloem cell differentiation in Arabidopsis

拟南芥中独特的微管结构调节韧皮部细胞分化

• 发表时间: 2017
• 作者: Kaori Miyashima Furuta;Shunsuke Miyashima;Ilya Belevich;Eija Jokitalo;Yka Helariutta;and Keiji Nakajima
• 通讯作者: and Keiji Nakajima

篩部要素分化におけるオルガネラ消失のダイナミクス

韧皮部元件分化过程中细胞器损失的动态

• 发表时间: 2015
• 作者: Shunsuke Miyashima;Kaori Miyashima Furuta;Yka Helariutta;and Keiji Nakajima;古田かおり，宮島俊介，中島敬二，Yka Helariutta
• 通讯作者: 古田かおり，宮島俊介，中島敬二，Yka Helariutta