植物メリステムにおいて核内倍加の進行を負に制御する機構の分子遺伝学的解析

植物分生组织内复制过程负控制机制的分子遗传学分析

• 批准号: 20061028
• 负责人: 杉本 慶子
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20061028/
• 关键词: 植物メリステム; 細胞サイズ; 核内倍加; 細胞周期

高等植物の器官形成にはDNA複製と細胞分裂が交互に起きる"細胞分裂周期(mitotic cell cycle)"と、細胞分裂を伴わずDNA複製のみが繰り返される"核内倍加周期(endoreduplication cycle)"が時空間的に正しく進行することが重要である。いったん細胞分裂周期から核内倍加周期に移行した細胞は通常分化の道をたどり、再分裂しない。このため核内倍加周期への移行のタイミングを正しく制御することが植物の発生過程における細胞分裂と分化の協調的制御の重要な鍵となると考えられるが、これらの分子実体については未解明な点が多い。本研究ではシロイナズナのメリステムで細胞分裂周期を促進し、核内倍加周期を抑制する分子機構の解明を目指している。今年度は最近我々が単離した4系統の新規変異体high ploidy 1-4(hip1-4)の詳細な表現型解析を行った。今年度行った解析から、異常な核内倍加の進行が帥変異体の根端や茎頂メリステムで起きること、またそれに伴い全てのhip変異体のメリステムが著しく縮小することを見いだした。これらの結果からHIP遺伝子産物が細胞分裂周期の正常な終了及び核内倍加の正常な開始と終了といった関連する複数の過程に関与すること、またこれらの制御を通してメリステムの形成、維持に重要な役割を果たすことが示唆された。さらにポジショナルクローニングによってhip2変異体の原因遺伝子を同定し、HIP2遺伝子がこれまでに植物では報告されていない新規タンパク質をコードすることを明らかにした。これらの成果は植物のメリステムで細胞分裂周期を促進し、核内倍加周期を抑制するシグナルネットワークを解明していく上で、非常に重要な知見である。

在形成高植物器官时，DNA重复和细胞分裂交替出现，“有丝分裂细胞周期”和DNA重复是在没有细胞分裂的情况下重复的，“ Endoreduplication Cycle”很重要。一旦从细胞分裂周期转移到核双时期的细胞，它们就会遵循正常分化的路径，并且不会重新延伸。因此，纠正向核双时期的过渡的时机被认为是协调对细胞分裂的控制和植物发生分化的重要关键，但是这种分子物质是许多的。在这项研究中，Shiroi Nazuna的生组织促进了细胞分裂周期，并旨在阐明抑制核双周期的分子机制。今年，我们对新近四个新品种高倍性1-4（HIP1-4）进行了详细的表达型分析。从今年进行的分析中，我们发现异常核发生在元帅和茎顶部的根源上，并且所有髋关节突变都大大降低。基于这些结果，髋关节产物参与了多个相关过程，例如细胞分裂周期的正常终止，核双重添加的正常起始和结束，以及通过这些对照组的形成和维持人茎的作用有人建议实现。此外，通过位置克隆鉴定了HIP2变体的基因，并且HIP2基因编码了到目前为止植物中尚未报道的新蛋白质。这些成就是促进植物分生组织中细胞分裂周期并阐明抑制核重复周期的信号网络的非常重要的知识。

项目成果

Genetic contorol of cell size and ploidy in Arabidopsis

拟南芥细胞大小和倍性的遗传控制

• 发表时间: 2008
• 作者: 北川佳奈子;他6名;杉本 慶子
• 通讯作者: 杉本 慶子