シロイヌナズナの表皮分化を制御する位置情報伝達経路の解明

最外層依存的な表皮分化を理解するために、表皮運命のマスター転写因子ATML1の活性が最外層に限定されるしくみの解明を目指した。1)葉の表皮を除去することにより最外層になった葉肉細胞で、ATML1プロモーター活性が上昇する現象（RISE現象）を昨年度までに明らかにしていた。今年度、RISE現象に必要なシグナル経路を同定するために、表皮除去後の植物を様々なシグナル阻害剤で処理した。その結果、MAPK経路やタンパク質分解がRISE現象に必要であることが示唆された。2)ATML1タンパク質の蓄積や核局在が胚内部では最外層に比べて弱いことから、ATML1が転写後抑制を受けることが示唆されていた。今年度は、核局在に核内・核外輸送が必要であるかを検証した。薬剤処理により核外輸送を阻害すると、ATML1タンパク質の核への蓄積が強くなったことから、ATML1の細胞質への蓄積には、核-細胞質シャトリングが必要であることが明らかになった。さらに昨年度、ドメイン解析により最外層での核局在制御にはドメインIIが必要であることも見出していた。今年度は、胚内部での核局在制御に必要なドメインを探索するために、ドメインを欠失したATML1の発現を胚全体で誘導できる形質転換体を作出した。その結果、胚内部ではドメインIIだけではなくドメインIIIも核局在制御に必要であることがわかった。3)昨年度までに、ATML1の上流因子を探索するために、ATML1の発現パターンが異常な変異体候補を取得していた。今年度は、変異体候補の表現型をより詳細に観察するとともに、マッピングを行った。現在、原因遺伝子をコードする染色体領域を決定しつつある。

最外層依存的な表皮分化を理解するために、表皮運命のマスター転写因子ATML1の活性が最外層に限定されるしくみの解明を目指した。1)葉の表皮を除去することにより最外層になった葉肉細胞で、ATML1プロモーター活性が上昇する現象（RISE現象）を昨年度までに明らかにしていた。今年度、RISE現象に必要なシグナル経路を同定するために、表皮除去後の植物を様々なシグナル阻害剤で処理した。その結果、MAPK経路やタンパク質分解がRISE現象に必要であることが示唆された。2)ATML1タンパク質の蓄積や核局在が胚内部では最外層に比べて弱いことから、ATML1が転写後抑制を受けることが示唆されていた。今年度は、核局在に核内・核外輸送が必要であるかを検証した。薬剤処理により核外輸送を阻害すると、ATML1タンパク質の核への蓄積が強くなったことから、ATML1の細胞質への蓄積には、核-細胞質シャトリングが必要であることが明らかになった。さらに昨年度、ドメイン解析により最外層での核局在制御にはドメインIIが必要であることも見出していた。今年度は、胚内部での核局在制御に必要なドメインを探索するために、ドメインを欠失したATML1の発現を胚全体で誘導できる形質転換体を作出した。その結果、胚内部ではドメインIIだけではなくドメインIIIも核局在制御に必要であることがわかった。3)昨年度までに、ATML1の上流因子を探索するために、ATML1の発現パターンが異常な変異体候補を取得していた。今年度は、変異体候補の表現型をより詳細に観察するとともに、マッピングを行った。現在、原因遺伝子をコードする染色体領域を決定しつつある。