維管束分化を制御するシグナル - motosehiroyasu @ ウィキ

維管束は水分や養分を輸送する組織系で、植物の体を支持する骨のような役割も果たしています。
そのため、維管束は陸上植物の進化と繁栄に不可欠なものと考えられています。
しかし、維管束がどのような仕組みで形成されるのかについては、未だわかっていないことが多く残されています。
私達の研究室では、様々なシグナル分子による維管束形成の調節機構を調べています。

1. サーモスペルミンによる抑制機構
ポリアミンの一種であるサーモスペルミンは、スペルミンの構造異性体で、好熱性細菌と植物に存在しています。
私達は、サーモスペルミンが道管分化を適度に抑制することで、器官の伸長を保証していることを見出しました。
また、サーモスペルミンの作用機構として、オーキシンによる分化促進効果を抑制することがわかりました（Yoshimoto et al. 2012a, b）。

サーモスペルミンが合成できないacaulis5(acl5)変異体にオーキシンを添加すると道管分化が顕著に促進されます(下図)。

また現在、新規なケミカルツールを開発し、その機能を研究しています。

2. アラビノガラクタンタンパク質による分化促進
私達はアラビノガラクタンタンパク質のxylogenが木部分化を促進することを見出しました（Motose et al. 2001a, 2001b, 2004）。現在、xylogenの輸送機構と作用機構を解析しています。

図１．Xylogenの局在.
A, B, C, D, ヒャクニチソウの茎頂付近の組織において抗 xylogen 抗体を用いて検出（A, B, 免疫組織化学法. C, D, 間接蛍光抗体法）.
E, F, 分化しつつあるヒャクニチソウ培養細胞を抗 xylogen 抗体を用いて間接蛍光抗体法により検出.

3. 硫酸化ペプチドホルモンによる分化促進
硫酸化ペプチドホルモンのphytosulfokine (PSK) は、ヒャクニチソウの木部分化を顕著に促進します(Matsubayashi et al. 1999)。

その作用機構を明らかにするため、ヒャクニチソウ木部分化系を用いて、PSKの役割について解析しました。その結果、傷害により誘導されたPSKが傷害応答を沈静化することにより、細胞を再分化経路に向かわせることが示されました（Motose et al. 2009）。

サーモスペルミンの論文

• Yoshimoto, K., Noutoshi, Y., Hayashi, K., Shirasu, K., Takahashi, T., Motose, H. (2012) Thermospermine suppresses auxin-inducible xylem differentiation in Arabidopsis thaliana. Plant Signaling & Behavior 7, 937-939.
• Yoshimoto, K., Noutoshi, Y., Hayashi, K., Shirasu, K., Takahashi, T., Motose, H. (2012) A chemical biology approach reveals an opposite action between thermospermine and auxin in xylem development in Arabidopsis thaliana. Plant Cell Physiol. 53, 635-645 (doi: 10.1093/pcp/pcs017)

Xylogenの論文

• Motose, H. , Fukuda, H., and Sugiyama, M. (2001a) Involvement of local intercellular communication in the differentiation of zinnia mesophyll cells into tracheary elements. Planta 213, 121-131.
• Motose, H. , Sugiyama, M., and Fukuda, H. (2001b) An arabinogalactan protein(s) is a key component of a fraction that mediates local intercellular communication involved in tracheary element differentiation of zinnia mesophyll cells. Plant Cell Physiology 42, 129-137.
• Motose, H. , Sugiyama, M., and Fukuda, H. (2004) A proteoglycan mediates inductive interaction during plant vascular development. Nature 429, 873-878.
• Motose, H. , Watanabe, Y., and Fukuda, H. (2006) Glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins in plants. Frontiers in Life Sciences. Ed. Fujiwara, M., Sato, N., Ishiura, S. Chapter 8. p111-126 Research Signpost.
• Kobayashi, Y., Motose, H., Iwamoto, K., and Fukuda, H. (2011) Expression and genome-wide analysis of the xylogen-type gene family. Plant Cell Physiology 52, 1095-1106

Phytosulfokineの論文

• Motose, H. , Iwamoto, K., Endo, S., Demura, T., Sakagami, Y., Matsubayashi, Y., Moore, K. L., and Fukuda, H. (2009) Involvement of Phytosulfokine in the Attenuation of Stress Response during the Transdifferentiation of Zinnia Mesophyll Cells into Tracheary Elements. Plant Physiology 10.1104/pp.109.135954.