msi1変異体は、受精することなく種子発生が進行する変異体の一つとして同定された。msi1変異体の雌性配偶体の内乳では、受精後の正常な内乳形成に必須な核の多核化は起きるが、多核化した核の細胞化が完了しない。この際MSI1はポリコームタンパク質複合体の構成分子の一つとして遺伝子の転写抑制を行っている。msi1変異体のホモ接合体は、種子発生の初期に致死となる。その他のポリコームタンパク質複合体の一つであるmedeaの完全機能欠失変異体では、植物胞子体が形成されるため、MSI1はポリコームタンパク質複合体の構成分子として以外の機能を有している可能性が考えられる。本研究では、を有したMSI1の植物個体の発生分化過程における細胞レベルでの役割を明らかにすることを目的とした。
アラビドプシスの受精卵からglobularステージの初期胚に至る過程の細胞分裂の回数と方向は遺伝的に厳密に制御されており、その結果、同様の形態の初期胚が形成される。msi1ホモ接合体初期胚のsuspencer細胞とhypophysis細胞は、分裂を停止せずに異常に増殖した。この時suspencer細胞は、特異的遺伝子Pin7などを正常に発現していた。抗MSI1タンパク質特異的抗体を作製して、細胞内におけるMSI1タンパク質の局在を解析した。その結果、MSI1タンパク質は核に局在しており、核内のドット状の構造に特に蓄積していた。このMSI1の細胞内の局在と機能の関係に関して報告する。

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植物組織片からの器官再生は、頂端分裂組織の新生を経るため、その解明は頂端分裂組織形成機構の理解に大いに寄与することが期待される。我々は、器官再生を指標として、シロイヌナズナの温度感受性突然変異体を多数単離し、解析を進めてきた。その一つrid3は、制限温度下で不定根形成やシュート再生の不全を示し、頂端分裂組織の新形成に必要な細胞増殖統御に欠陥があると考えられる。責任遺伝子のRID3については、タンパク質をコードしていること、シュート再生過程ではカルス形成時に発現が上昇し、茎頂分裂組織形成に先立って局所的に発現が低下することなどを明らかにしている。
通常の発生では、胚形成の進行とともに決まったパターンで発現する一群の遺伝子の制御下に、最初の頂端分裂組織の構築が起きる。このときにRID3が果たしている役割について、いくつかの実験を行って検討したので、本発表ではその結果を報告する。制限温度下でrid3変異体を結実させて胚を調べたところ、様々な形態異常が観察されたほか、頂端分裂組織の形成や維持に関わる遺伝子の発現パターンが大きく変化していることがわかった。また、RID3の発現を調べると、初期胚では全域で高く、後期胚では分裂組織を避けるように局所的に低下していた。これらの結果は、RID3が器官再生だけではなく胚発生においても、頂端分裂組織形成に関与していることを示している。

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植物のほぼ全ての器官は頂端分裂組織から生じることから、頂端分裂組織の発生の理解は、植物の発生を理解する上でとくに重要であると言える。植物組織片からの器官再生は、頂端分裂組織の新生を経るため、その解明は頂端分裂組織形成機構の理解に大いに寄与することが期待される。我々はシロイヌナズナを材料に用い、器官再生を指標として、温度感受性突然変異体を多数単離し、解析を進めてきた。その一つrid3は、制限温度下で不定根形成やシュート再生の不全を示し、頂端分裂組織の新形成に必要な細胞増殖統御に欠陥があると考えられる。責任遺伝子のRID3については、タンパク質をコードしていること、シュート再生過程ではカルス形成時に発現が上昇し、茎頂分裂組織形成に先立って局所的に発現が低下することなどを明らかにしている。今回は、胚発生とRID3との関係に注目し、遺伝子発現等の解析を行ったので、その結果を報告する。胚発生過程におけるRID3遺伝子および頂端分裂組織関連遺伝子の発現パターンとrid3変異の影響を調べたところ、RID3は胚発生の最初期から発現していること、rid3変異体では頂端分裂組織の形成や維持に関わる多くの遺伝子の発現パターンが変化し、形態形成が異常になっていることがわかった。この結果は、RID3が器官再生だけではなく胚発生においても、頂端分裂組織形成に関与していることを示している。

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縮合型タンニン（CT）はアントシアニン生合成の中間体であるフラバン-3,4-ジオールとその誘導体フラバン-3-オール（カテキン類）の重合体で、抗菌作用や昆虫に対する防御作用、食品成分として健康増進に役立つなど、様々な生理活性が注目されている。発表者らはCT生合成調節機構の解明を目的として、アントシアニンとCTがともに欠失しているマメ科モデル植物ミヤコグサ（Lotus japonicus）のviridicaulis1（vic1）およびvic2変異体を解析している。昨年の本大会ではVIC1がbHLH型転写因子をコードすることを発表した。今回、vic2遺伝子のポジショナルクローニングを行い候補遺伝子の塩基配列を調べたところ、タンパク質をコードするシロイヌナズナのTTG1オルソログの354番目の塩基にナンセンス変異が見つかり、翻訳産物のドメインが欠失していることが推定された。野生型遺伝子を用いてvic2の相補実験を行ったところ、アントシアニンとCTの蓄積が確認された。リアルタイムPCRによる発現解析の結果、vic1およびvic2変異体ではジヒドロフラボノール4-還元酵素とアントシアニジン合成酵素をコードする遺伝子の転写物レベルが大きく低下し、相補株では回復しており、VIC1とVIC2がこれら酵素遺伝子の調節因子であることがわかった。

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精製核画分及びDNAアフィニティークロマトグラフィーにより調製したタンパク質画分を用いたイネ核プロテオーム解析により、それぞれ643、399個のタンパク質を同定したことを昨年、報告した。今回、得られたイネ核プロテオームと植物データベースの活用によって新規核内情報伝達因子の同定が可能であるかを検討した。糖応答に関わる植物界で広く保存されている核内因子の同定を目標として、同定タンパク質を精査した。その結果、イネの糖センサー型ヘキソキナーゼとして最近同定されたOsHXK6が同定されていることが判明した。また、情報伝達や転写制御に関与すると見られた約170個の同定タンパク質の中から、シロイヌナズナのオルソログが特定できるか、そのオルソログの糖応答がDNAマイクロアレイのデータベース上で示されているか、という基準による選抜を行い、を含むタンパク質を2個、アルマジロリピートを含むタンパク質を1個、同定した。RT－PCR解析により、これらのタンパク質をコードする遺伝子の発現はイネにおいてもグルコース応答していることが、また、GFPタンパク質を用いた解析によりこれらの核局在も確認された。とアルマジロリピートはいずれもタンパク質間相互作用ドメインと考えられていることから、これらは糖応答において進化的に保存された役割を持つ新規情報伝達因子である可能性が示唆された。

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rid3とrgd3は、不定根の形成・成長を指標に単離した、シロイヌナズナの温度感受性突然変異体である。これらの変異体は不定芽形成（シュート再生）に関しても顕著な温度感受性を示すが、脱分化や基本的な細胞増殖の温度感受性は軽微である。責任遺伝子については、RID3が新規タンパク質をコードすること、RGD3がTBP結合因子をコードすることがわかっている。
本発表では、シュート再生過程におけるCUC・STM経路の遺伝子発現および細胞増殖の空間的なパターンと、それに対するrid3変異、rgd3変異の影響を報告する。不定芽の頂端分裂組織はシュート誘導培地移植後にカルス表層から生じた増殖細胞の集塊に由来し、この細胞集塊でははじめCUC1、後にSTMの高発現が認められた。rid3変異は制限温度下でこれらの発現を異常に高進し、rgd3変異は逆に発現を抑制した。細胞集塊の形成に関わる細胞増殖に対しても、rid3変異は促進的に、rgd3変異は阻害的に作用した。また、RID3がカルス表層では細胞集塊を避けるように発現し、RGD3が細胞集塊を中心に発現することも明らかになった。現在rid3の胚発生の表現型を解析中であり、これと併せて、器官再生と胚発生に共通した、茎頂分裂組織を新たに形成する機構について論じたい。

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茎頂分裂組織(SAM)から供給された細胞はそれぞれ個別の特殊化した細胞へと分化する。この過程は基本的に一方向的であり、分化運命決定を受けた後、その状態をエピジェネティック制御によって維持し続ける。我々はEMSで変異誘起したシロイヌナズナからbouquet-1 (boq-1)変異体を分離した。boq-1は劣性一遺伝子座の変異で、花茎の数の増加や帯化等の顕著な地上部表現型を示す。 花茎表現型は発芽後に多数のSAMが茎頂や葉柄基部において発生することによる。これらのSAMは外観上、機能上、またSHOOT MERISTEMLESS (STM)遺伝子依存的である点でも胚性SAMと区別できない。以上の結果は、boq-1においてSAMから供給された分化途上にある細胞が脱分化してSAM形成に至るという考えを示唆する。boq-1変異はまた、stm変異体における不定芽形成能を昂進すると共に、stmやwuschel変異体の不完全な花器官形成を部分的に抑圧した。遺伝子クローニングの結果、BOQ遺伝子はタンパク質をコードすることが判明した。boq-1変異は一アミノ酸置換を伴うミスセンス変異であり、野生型背景での変異タンパク質の過剰生産はboq-1変異に似た表現型をもたらす。これらの結果はBOQ遺伝子が細胞分化のエピジェネティック制御に何らかの役割を果たしていることを強く示唆する。

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rid3、rpd2、rgd3は、不定根の形成・成長を指標に単離したシロイヌナズナの温度感受性突然変異体である。これらの変異体は不定芽形成に関しても顕著な温度感受性を示すが、脱分化や基本的な細胞増殖の温度感受性は軽微である。芽生えの成長と器官再生に着目した表現型解析から、rid3変異とrpd2変異は茎頂分裂組織（SAM）と根端分裂組織（RAM）の新形成を阻害し、それらの維持には限定的な影響しか与えないこと、rgd3変異はSAMの新形成およびSAMとRAMの維持を妨げることがわかっている。また、責任遺伝子の同定も進めており、RID3が新規タンパク質をコードすることを突き止めているほか、RGD3の候補としてTBP結合因子の遺伝子を見出している。本発表では、シュート再生時のSAM新形成に対する各変異の影響を、SAM関連遺伝子の発現の面から検討した結果を報告する。野生型のカルスをシュート誘導培地に移植すると、不定芽のSAM形成に先立ちCUC、WUSの発現レベルが上昇し、その後STMの発現が増大した。rid3変異とrgd3変異は、CUCおよびSTMの発現レベルに、それぞれ促進的、抑制的な影響を与えた。現在、レポーター系統を用いて、これらの遺伝子の空間的な発現パターンが各変異によって受ける影響を解析しており、この結果についても併せて報告する予定である。

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植物は病原体から身を守るために独自の生体防御反応を示す。我々は，イネ耐病性反応において低分子GタンパクOsRac1が病原菌に対する抵抗性反応を誘導する分子スイッチとして機能していることを明らかにしている。本研究ではOsRac1と直接相互作用する因子を同定するため，OsRac1 Affinity Chromatographyを行った。その結果， 7つのをもつReceptor for activated C-kinase 1 (RACK1)と相同性のあるRWD（Rice protein containing the WD-40 repeat）/OsRACK1を同定した。そこで，RWDの耐病性における機能解析を行った。RNAi発現抑制体は，カルスからの再生植物が得られず再分化直後の致死が観察された。一方，RWD過剰発現体は植物体として正常に生育し，病原性いもち病菌に対して強い抵抗性が観察された。加えて抵抗性反応のマーカーであるPBZ1は高発現していることがわかった。さらに，スフィンゴ脂質エリシター処理により，RWD過剰発現および発現抑制どちらの培養細胞においても活性酸素種の生成が全く観察されなかった。また，ヘテロ三量体Gタンパクαサブユニット変異体では，RWDタンパク質量が減少していることがわかった。以上のことから，RWD遺伝子は，Gタンパク質を介した抵抗性反応を誘導することが示唆された。現在，OsRac1とRWDとのin vivoでの相互作用をFRET解析により調べ，OsRac1との関わりおよび，RWDの耐病性における詳細な機能を解析中である。

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私たちは、植物の形態形成の基本機構を探るため、シロイヌナズナの器官再生を対象として、温度感受性変異体を用いた分子遺伝学的解析を進めている。rid3（root initiation defective 3）、rpd2（root primordium defective 2）、rgd3（root growth defective 3）は、不定根形成を指標形質として単離した温度感受性突然変異体である。これらの変異体は、脱分化や基本的な細胞増殖にはあまり温度感受性を示さないが、不定根形成に加えて不定芽形成に関しても顕著な温度感受性を示す。各変異の分裂組織形成への影響を検討するため、シュート再生過程において、茎頂分裂組織関連遺伝子の発現解析を行った。野生型のシュート再生過程では、不定芽の形態形成に先立ち、CUC1、CUC2、WUSの発現レベルが上昇したが、制限温度下で培養したrgd3ではCUC1、CUC2の発現が抑制された。これはrgd3における不定芽形成不全の原因の一つとなっている可能性がある。さらに、芽生えの表現型を調べた結果から、rgd3 変異は茎頂と根端の両方で分裂組織の構造維持にも強く影響することがわかった。
現在、各変異体の責任遺伝子を同定するため、精密染色体マッピングと塩基配列解析を行っている。RID3 については遺伝子を確定し、をもつ新奇タンパク質をコードすることを突き止めた。

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　植物は病原体から身を守るために独自の生体防御反応を示す。我々は，イネ形質転換体の解析から耐病性反応において低分子Gタンパク質OsRac1が抵抗性反応を誘導する分子スイッチとして機能していることを明らかにしている。
　本研究では，OsRac1と直接相互作用し，耐病性シグナリングに関与する因子を同定するため，OsRac1アフィニティークロマトグラフィーを行った。カラムはGST融合活性型（GTP型），および不活性型（GDP型）OsRac1，GSTタンパク質をそれぞれグルタチオンビーズに吸着させ作製した。イネ野生型培養細胞からタンパク質を抽出し，アフィニティーカラムに通し，さまざまなNaCl濃度でフラクションを回収した。その後，LC/MS/MS質量分析によりOsRac1と相互作用する因子を同定した。その結果，高分子量のNBSドメインもつ複数の抵抗性遺伝子産物や，新規セリン/スレオニンタンパク質キナーゼなどを同定した。また，7つのをもつReceptor for activated C-kinase 1 (RACK1)と相同性のあるScaffold protein OsRWDを同定した。OsRWDはヘテロ三量体Gタンパク質βサブユニットとも相同性が高い。
　また，同定した候補遺伝子との酵母two-hybridを行った結果，全てOsRac1と直接相互作用することが確認された。特にOsRWDは活性型OsRac1と特異的に相互作用することがわかり，植物の低分子Gタンパク質シグナリングにおいても新規な知見が得られた。

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ヒトの細胞内ではNod－like　receptor：Nod様受容体（NLR）と呼ばれる分子が病原体構成成分 を認識するセンサーとして働いている．NLRの認識する病原体構成成分にはそれぞれ特異性がある． 最近『自己炎症性疾患』の原因の一部がNLRのアミノ酸の違いによることが報告された．例えばNod 2のアミノ酸変異がクローン病のかかりやすさに関係すること，ブラウ症候群や若年性サルコイドー シスの原因であること，cryopyrinのアミノ酸変異が家族性寒冷葦麻疹／乳幼児慢性神経皮膚関節症 ／マックルーウェルズ症候群の原因であること，cryopyrinとASCとの結合に競合的に作用するpyrin の変異が家族性地中海熱の原因になることなどである．本総説では特にNLRを中心にしたシグナル 伝達経路に焦点を当て，NLRの機能と「自己炎症性疾患」とのかかわりについて議論したい．

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Gibberellins control a diverse range of growth and developmental processes in higher plants and have been widely utilized in the agricultural industry. By binding to a nuclear receptor GIBBERELLIN INSENSITIVE DWARF1 (GID1), gibberellins regulate gene expression by promoting degradation of the transcriptional regulator DELLA proteins. The precise manner in which GID1 discriminates and becomes activated by bioactive gibberellins for specific binding to DELLA proteins remains unclear. We present the crystal structure of a ternary complex of Arabidopsis thaliana GID1A, a bioactive gibberellin and the N-terminal DELLA domain of GAI. In this complex, GID1a occludes gibberellin in a deep binding pocket covered by its N-terminal helical switch region, which in turn interacts with the DELLA domain containing DELLA, VHYNP and LExLE motifs. Our results establish a structural model of a plant hormone receptor which is distinct from the hormone-perception mechanism and effector recognition of the known auxin receptors.

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