植物の生長と環境応答を支える植物特異的ミオシンの解析

支持植物生长和环境反应的植物特异性肌球蛋白的分析

• 批准号: 11J00002
• 负责人: 岡本 圭史
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J00002/
• 关键词: ミオシン; 原形質流動; 重力屈性; 光屈性

これまでにミオシンXIのメンバーの二重欠損変異体(xi1 xi2)が異常な重力屈性応答と光屈性応答を示すことを見出した。この屈性応答をより詳細に調べるため、一次元クリノスタットを用いた解析を行った。一次元クリノスタットとは、植物を回転させ続けることによって植物が重力方向を感知できないようにするという装置であり、暗所でこれを用いれば重力と光の両方の環境刺激がない状態における応答を観察することができる。最初に植物体を倒置して一方向からの重力刺激を短時間与えた後、クリノスタットを用いて植物体を5rpmの速さで回転させ、重力方向を連続的に変化させた。その結果、野生型の花茎は最初に与えた短時間の重力刺激に応答して一旦屈曲したが、その後初期状態すなわち直線状の形態に戻った。これにより、オートムギなどの植物で報告されていた植物体がまっすぐになろうとする性質(straightening)がシロイヌナズナにも存在していることが初めて明らかとなった。一方、ミオシン変異体の花茎は長時間経過しても初期状態に戻らず、さらに屈曲が進んでいたことから、straighteningに異常を持つ変異体であると考えられた。この変異体では、花茎以外の期間における重力屈性と光屈性も強まることから、straighteningは様々な屈性応答に関与し、刺激に対する屈曲を適切に調節していると考えられる。さらに、アクチンの優性変異体であるfiz1もミオシン変異体と同様の表現型を示したことから、アクチン・ミオシン系細胞骨格がstraighteningに必要であることもわかった。本研究はstraighteningの変異体を初めて報告するものであり、今後の屈性応答の研究、そして、細胞骨格の研究に大きなインパクトを与えるものであると確信している。

我们以前已经发现，肌球蛋白XI成员的双缺陷突变体（XI1 XI2）表现出异常的重力和光粒子反应。为了更详细地研究这种热带反应，使用一维临床进行了分析。一维临床是一种设备，可以通过继续旋转来防止植物传感重力方向，并且通过在黑暗中使用它，可以在没有重力和轻度环境刺激的情况下观察响应。首先，将植物倒置，并在短时间内施加重力刺激，然后使用clinostat以5 rpm的速度旋转植物，并不断改变重力方向。结果，野生型花茎曾经响应重力刺激的最初短期，但随后又回到了它们的初始状态或线性形态。这首先揭示了诸如燕麦之类的植物具有导致植物变直的特性，如燕麦等植物中所报道的那样，要拉直。另一方面，即使很长一段时间后，肌球蛋白突变体的花茎也没有返回其初始状态，并且屈曲进一步发展，使其被认为是异常吸管的突变体。在这种突变体中，在花茎以外的其他时期，引力和光疗法也会增加，因此稻草被认为与多种热带反应有关，并适当调节刺激的屈曲。此外，主要的肌动蛋白突变体Fiz1也表现出类似于肌球蛋白突变剂的表型，表明肌动蛋白肌球蛋白细胞骨架是稻草所必需的。这是这项研究首次报道稻草中的突变体，我们认为这将对对肌蛋白反应和细胞骨架研究的未来研究产生重大影响。

项目成果

植物特異的ミオシンXIの生理学的解析

植物特异性肌球蛋白 XI 的生理分析

• 发表时间: 2011
• 作者: 岡本圭史;上田晴子;田村謙太郎;嶋田知生;豊田正嗣;田坂昌生;森田美代;西村いくこ
• 通讯作者: 西村いくこ

アクチン・ミオシンは植物のstraighteningに関与する

肌动蛋白和肌球蛋白参与植物伸直

• 发表时间: 2013
• 作者: 岡本圭史;上田晴子;嶋田知生;田村謙太郎;加藤壮英;田坂昌生;森田(寺尾)美代;西村いくこ
• 通讯作者: 西村いくこ

Abnormally Enhanced Gravitropism and Phototropism in the Myosin Mutants

肌球蛋白突变体的向地性和向光性异常增强

• 发表时间: 2012
• 作者: 岡本圭史;上田晴子;田村謙太郎;嶋田知生;田坂昌生;森田美代;西村いくこ
• 通讯作者: 西村いくこ