ねじれ変異株を用いた細胞伸長制御機構の解明

使用扭曲突变体阐明细胞伸长控制机制

基本信息

批准号：
12037212
负责人：
橋本隆
金额：
$ 2.18万
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 Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ねじれ変異株の内皮細胞と表皮細胞の表層微小管の配向を詳細に調べた。野生型の根の表皮細胞では表層微小管は細胞の縦軸に対し直角に配向していたが、右巻きのねじれを示すspr1の根の表皮細胞の表層微小管は左巻きのヘリックスになっており、微小管関連薬剤で引き起こされる左巻きの根や左巻きの変異株(lefty)の根の表皮細胞では表層微小管は右巻きのヘリックスを示した。表現型を強調する低温でspr1根の解析を行ったところ、細胞がまだ伸長中であり、表皮細胞が右に傾く以前に、表皮細胞の表層微小管が平均して約13度傾いた左巻きのヘリックスをとることが明らかとなった。また、ねじれが強く現れるspr1の黄化胚軸上部の内皮細胞は無方向に肥大しているが、これらの細胞の表層微小管は細胞の狭い特定領域では互いに平行な束を形成しているが、細胞全体としては一定の配向を示さなかった。これらの観測結果は表層微小管の配向異常が細胞変形や伸長方向の変化の結果ではなく、原因となっているか、少なくとも同時に起こることを示唆している。spr1と逆の向きのねじれ(左巻き)を示す不完全優性変異株lefty1(lft1)のα-tubulin6(TUA6)遺伝子にミスセンス変異を見いだした。lft1spr1(左巻きが右巻きに対して優勢なため左巻きを示す)をEMS突然変異処理したM2植物からspr1形質(右巻きのねじれ)を示す個体を複数選抜した。このうちの1株lft1-R1はTUA6にpremature stop codonが導入されたTUA6ヌル変異株であった。従って、lft1変異はdominant negative変異であり、そのヌル変異は野生型の表現型を示す。また、lft1と同様の左巻きねじれを示すlft2はTUA4近傍にマップされ、かつlft2のTUA4はlft1と同一のアミノ酸が置換されているミスセンス変異を持っていた。

我们详细研究了扭曲突变体的内皮细胞和表皮细胞表面微管的方向。在野生型根表皮细胞中，表面微管垂直于细胞的纵轴取向，但在表现出右旋扭曲的spr1根表皮细胞中，表面微管形成左旋螺旋。微管相关药物诱导的左旋根和左旋根，表面微管呈现右旋螺旋。当在强调表型的低温下分析spr1根时，我们发现，当细胞仍在伸长且表皮细胞向右倾斜之前，表皮细胞的表面微管是左旋的，平均倾斜约13°很明显，将采用螺旋线。此外，spr1黄化下胚轴上部的内皮细胞表现出强烈的扭曲，以非定向方式扩大，但这些细胞的表面微管在细胞狭窄的特定区域形成彼此平行的束，细胞作为一个整体并没有表现出固定的方向。这些观察结果表明，表面微管的异常取向不是细胞变形或伸长方向变化的结果，而是导致它们的原因，或者至少同时发生。我们在不完全显性突变体 lefty1 (lft1) 的 α-微管蛋白 6 (TUA6) 基因中发现了一个错义突变，该突变表现出与 spr1 方向相反的扭曲（左手扭曲）。从用lft1spr1的EMS突变处理的M2植物中选择多个表现出spr1性状（右旋）的个体（其表现出左旋，因为左旋比右旋占主导地位）。其中一种菌株，lft1-R1，是 TUA6 无效突变菌株，其中前体终止密码子被引入 TUA6。因此，lft1突变是显性失活突变，其无效突变表现出野生型表型。此外，表现出与lft1类似的左旋扭曲的lft2被定位在TUA4附近，并且lft2的TUA4具有错义突变，其中与lft1相同的氨基酸被取代。