Analysis of the mechanism by which leaf epidermal cells develop complex shapes.

分析叶表皮细胞形成复杂形状的机制。

基本信息

批准号：
22K06264
负责人：
加藤壮英
金额：
$ 2.66万
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 (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06264/
关键词：
微小管チューブリン細胞形状ファルネシル化細胞骨格 pavement cell

项目摘要

シロイヌナズナ微小管結合タンパク質BPP5は、N末端側に植物特異的な微小管結合ドメインを持ち、C末端側の終止コドン直前にファルネシル化を受けるCaaX motif様のドメインを持ち、C末端を介して細胞膜に局在することが予想される。とくに両ドメインは、陸上植物を通じて配列の保存性が高く、BPP5が細胞膜との緩い結合により局所的に微小管を集積させる、もしくは集積しやすくするのに重要な働きをすると仮定している。この働きを欠損する事でbpp1;2;5（bpp5相同遺伝子の3重変異体）の葉表皮細胞は丸みのある形状に、さらにBPP5過剰発現体の葉表皮細胞は細長い形状を生み出すのではないかという点において遺伝学的証拠を示すため、タンパク質のイソプレニル化に関わるファルネシルトランスフェラーゼPFTまたはゲラニルゲラニルトランスフェラーゼ I 型 PGGT-Iを構成する各3遺伝子について、それぞれの変異体とbpp1;2;5または、BBP5の過剰発現体との多重変異体を作出している。当該変異体は、標的遺伝子を介し多面的な機能を示し、特に共通のαサブユニットである、PLPについては矮小化が見られるため予備的ではあるが、過剰発現体の表現型を抑制し、bpp1;2;5についても表現型がplpにマスクされるようだ。現在、その確認と、背景における微小管の顕微鏡観察を近々行う計画である。C末端の変異体については作出し、植物体に形質転換し、過剰発現株を作出する計画である。加えて、シロイヌナズナ野生型の葉表皮細胞は顕著に凹凸性でかつ扁平であるが、bpp1;2;5の細胞形状は二次元的な丸みにとどまらず細胞の3次元的にも膨れる。これら細胞が、高浸透圧ストレスを与える事で細胞が壊れやすい事を示した。この現象にMSL9、MSL10遺伝子の関与が指摘されておりこちらについても遺伝学的解析を進めている。

拟南芥微管结合蛋白 BPP5 在 N 端具有植物特异性微管结合结构域，在 C 端具有终止密码子之前的 CaaX 基序样结构域，并与细胞膜连接通过C端预计被本地化。特别是，这两个结构域的序列在整个陆地植物中高度保守，并且推测BPP5通过与细胞膜的松散结合在局部积累或促进微管积累中发挥重要作用。由于缺乏该功能，bpp1;2;5（bpp5同源基因三重突变体）的叶表皮细胞呈圆形，而BPP5过表达者的叶表皮细胞呈细长形状，为法尼基转移酶PFT或香叶基香叶基转移酶I型提供遗传证据。参与蛋白质异戊二烯化，对于构成 PGGT-I 的三个基因中的每一个，我们正在创建每个突变体的多个突变体并过表达 bpp1;2;5 或 BBP5。该突变体通过靶基因表现出多效性功能，特别是常见的 α 亚基 PLP 变得矮小，因此尽管这是初步的，但它抑制了过表达子的表型。 bpp1;2;5 的表型似乎也被 bpp1;2;5 所掩盖。 plp。我们目前计划尽快证实这一点，并对背景中的微管进行显微镜观察。该计划是创建一个 C 端突变体，将其转化为植物，并创建一个过度表达菌株。此外，野生型拟南芥叶表皮细胞明显不均匀且扁平，但bpp1;2;5的细胞形状不仅是二维圆形，而且是三维肿胀的。这些细胞被证明很容易通过施加高渗压力而被破坏。有人指出MSL9和MSL10基因与这一现象有关，我们也正在对这些基因进行遗传分析。