二次細胞壁パターンの制御機構

抄録

セルロース微繊維を主成分とした細胞壁の沈着パターンは植物細胞の形態と機能を決める要因の一つである．木部細胞は強固な二次細胞壁を沈着することにより，植物体を力学的に支えると同時に通導組織として機能している．木部組織は木部繊維，原生木部道管，後生木部道管，仮道管などからなるが，それぞれの細胞が特有の二次細胞壁パターンを形成することにより，高度な機能分化を実現している．このような二次細胞壁の沈着パターンは，一次細胞壁と同様にセルロース合成酵素複合体の軌道を制御する表層微小管の配向に大きく依存している．われわれは転写因子を用いた in vitro 木部道管分化誘導系を確立することにより，木部細胞分化における特異的な遺伝子発現解析および機能解析，また，ライブイメージングによるタンパク質の動態，相互作用の解析を実現した．これらの解析手法を用いて，微小管付随タンパク質MIDD1と ROP GTPase が二次細胞壁のパターン形成において重要な役割を果たしていることを明らかにした．本稿ではこれらの研究成果を中心に，木部細胞における二次細胞壁パターンの制御機構に関する最近の知見を解説する．