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中部大学
応用生物学部
生物機能開発研究所
植物バイオ研究センター
ヘルスサイエンスヒルズ
名前 岩川秀和
所属 中部大学・植物バイオ研究センター
研究テーマ シロイヌナズナの葉分化に関わるAS1、AS2遺伝子の機能解析

研究内容

1. AS1, AS2の下流因子の探索
植物の葉は茎頂メリステムとよばれる分裂組織から発生する側性器官で、扁平で裏表があり、左右相称的な形をしている。現在解析している、シロイヌナズナのASYMMETRIC LEAVES1 (AS1)とASYMMETRIC LEAVES2 (AS2)は葉の形成に関わる遺伝子である。これらの機能欠損変位体では、葉の周縁部に左右非対称的な切れ込みが入ったり、葉の不規則な場所で下向きにカールするなど、葉の基本的な形態に異常が認められる(7)。AS1AS2はそれぞれ、MYB様の蛋白質、植物に特有のAS2/LOBドメインを持った蛋白質をコードしている(6)。AS1とAS2は相互作用して、茎頂メリステムの形成・維持に関わるBP, KNAT2, KNAT6の転写の抑制因子として機能することが考えられている。そこでBP, KNAT2, KNAT6以外のAS1, AS2の下流因子を探索するために、マイクロアレイ解析を行った。マイクロアレイによって得られたデータをクラスタリング解析するため、高橋らとの共同研究で新規のクラスタリングツールKB-FuzzyARTを開発した(1)。クラスタリング解析によってAS1AS2BP, KNAT2, KNAT6の他、葉の裏側因子であるKAN2, ETT, YAB5も抑制していることがわかった(2)。現在は他の候補遺伝子の解析を行っている。
AS1とAS2はBP, KNAT2, KNAT6, KAN2, ETT, YAB5を抑制する

2. AS2 body形成機構の解析
AS1とAS2蛋白質の機能を調べるため、GFP-AS1とAS2-YFPを発現する植物を作製し、細胞内局在を調べた。GFP-AS1とAS2-YFPを共発現するような細胞では、どちらの蛋白質も核小体の周辺に塊状に共局在した(3)。我々はAS2が局在する塊状の構造体をAS2 bodyと命名した。GFP-AS1を単独で発現する細胞において、GFP-AS1はAS2 bodyではなく、核内に複数のドット状に局在していた。AS2-YFPを単独で発現する細胞や as1変異体の細胞では、AS2はAS2 bodyに局在した。このことはAS2 bodyの形成にはAS1は必要ではないことを示している。現在はAS2 bodyがどのようにして形成されるのか、また、AS2 bodyはどのような機能を持っているのかを解析している。AS1, AS2はクロマチンの構造変化に関わってBPKNAT2の転写を抑制すると考えられているが、このこととAS2 bodyの機能がどのように関わっているのかを解き明かしたい。
GFP-AS1とAS2-YFPを共発現する細胞を観察した。破線は核を示している。GFPの蛍光像、YFPの蛍光像、それらの重ね合わせ像(Merged)を示す。GFP-AS1とAS2-YFPは核内に二つの塊状に観察される(AS2 body)。AS2 bodyは核小体の周辺に局在している。
Ueno et al., Plant Cell, 2007

【発表論文】 原著論文

1. Yoko Matsumura, Hidekazu Iwakawa, Yasunori Machida, Chiyoko Machida, Characterization of genes in the ASYMMETRIC LEAVES2/LATERAL ORGAN BOUNDARIES (AS2/LOB) family in Arabidopsis thaliana and functional and molecular comparisons between AS2 and other family members, The Plant Journal, impress, 2009

2. Hiro Takahashi, Hidekazu Iwakawa, Sachiko Nakao, Takahiro Ojio, Ryo Morishita, Satomi Morikawa, Yasunori Machida, Chiyoko Machida, Takeshi Kobayashi, Knowledge-based Fuzzy Adaptive Resonance Theory and its Application to the Analysis of Gene Expression in Plants, Journal of Bioscience and Bioengineering, 106, 587-593, 2008

3. Hidekazu Iwakawa, Mayumi Iwasaki, Shoko Kojima, Yoshihisa Ueno, Teppei Soma, Hirokazu Tanaka, Endang Semiarti, Yasunori Machida, Chiyoko Machida, Expression of the ASYMMETRIC LEAVES2 gene in the adaxial domain of Arabidopsis leaves represses cell proliferation in this domain and is critical for the development of properly expanded leaves, The Plant Journal, 51, 173-184, 2007

4. Yoshihisa Ueno, Takaaki Ishikawa, Keiro Watanabe, Shinji Terakura, Hidekazu Iwakawa, Kiyotaka Okada, Chiyoko Machida, Yasunori Machida, Histone Deacetylases and ASYMMETRIC LEAVES2 Are Involved in the Establishment of Polarity in Leaves of Arabidopsis, The Plant Cell, 19, 445-457, 2007

5. Hidekazu Iwakawa, Atsuhiko Shinmyo, Masami Sekine, Arabidopsis CDKA;1, a cdc2 homologue, controls proliferation of generative cells in male gametogenesis, The Plant Journal, 45, 819-831, 2006

6. Kenji Uemukai, Hidekazu Iwakawa, Shunichi Kosugi, Sarah de Jager, Ko Kato, Eva Kondorosi, James A. H. Murray, Masaki Ito, Atsuhiko Shinmyo, Masami Sekine, Transcriptional activation of tobacco E2F is repressed by co-transfection with the retinoblastoma-related protein: cyclin D expression overcomes this repressor activity, Plant Molecular Biology, 57, 83-100, 2005

7. Hidekazu Iwakawa, Yoshihisa Ueno, Endang Semiarti, Hitoshi Onouchi, Shoko Kojima, Hirokazu Tsukaya, Mitsuyasu Hasebe, Teppei Soma, Masaya Ikezaki, Chiyoko Machida, Yasunori Machida, The ASYMMETRIC LEAVES2 Gene of Arabidopsis thaliana, Required for Formation of a Symmetric Flat Leaf Lamina, Encodes a Member of a Novel Family of Proteins Characterized by Cystein Repeats and a Leucine Zipper, Plant and Cell Physiology, 43, 467-478, 2002 (cover issue)

8. Endang Semiarti, Yoshihisa Ueno, Hirokazu Tsukaya, Hidekazu Iwakawa, Chiyoko Machida, Yasunori Machida, The ASYMMETRIC LEAVES2 gene of Arabidopsis thaliana regulates formation of a symmetric lamina, establishment of venation and repression of meristem-related homeobox genes in leaves, Development, 128, 1171-1783, 2001

【発表論文】 著書・紀要等

9. 町田千代子、岩川秀和、小島晶子、左右相称的で扁平な葉が造られる分子メカニズムを探る、バイオサイエンスとインダストリー 解説、財団法人バイオインダストリー協会、65(4)、16-20、2007

10. 岩川秀和、町田千代子、左右相称的で扁平な葉が造られる分子メカニズムを探る、バイオサイエンスとインダストリー 目で見るバイオ、財団法人バイオインダストリー協会、65(4)、8-9、2007

11. 佐藤信雄、小塩高広、中尾幸子、高橋広夫、岩川秀和、小島晶子、町田千代子、小林猛、シロイヌナズナに対するDNAチップを用いた遺伝子発現データのクラスタリング手法の比較、中部大学応用生物学部紀要、第6号、1-10、2007

12. 岩川秀和、町田泰則、町田千代子、シロイヌナズナのマップベースクローニング法、植物細胞工学シリーズ21「改訂3版 モデル植物の実験プロトコール イネ・シロイヌナズナ・ミヤコグサ編」(監修 岡田清孝他)、秀潤社、116-120、2005

13. Chiyoko Machida, Hidekazu Iwakawa, Yoshihisa Ueno, Endang Semiarti, Hirokazu Tsukaya, Mitsuyasu Hasebe, Shoko Kojima, Yasunori Machida, Formation of a Symmetric Flat Leaf Lamina in Arabidopsis, "Morphogenesis and pattern formation in biological systems" edited by Toshio Sekimura, Sumihare Noji, Naoto Ueno, and Philip K. Maini, Springer-Verlag, pp. 177-187, 2003

14. Chiyoko Machida, Hitoshi Onouchi, Hirokazu Tanaka, Susumu Hamada, Takaaki Ishikawa, Endang Semiarti, Hidekazu Iwakawa, Kiyohito Nomura, Yasunori Machida, The transposition pattern of the Ac element and its use for targeted transposition in Arabidopsis thaliana, 中部大学生物機能開発研究所紀要、1:9-16、2001

15. Endang Semiarti, Yoshihisa Ueno, Hidekazu Iwakawa, Hirokazu Tsukaya, Chiyoko Machida, Yasunori Machida, THE ASYMMETRIC LEAVES2 (AS2) GENE OF ARABIDOPSIS THALIANA REGULATES LAMINA FORMATION AND IS REQUIRED FOR PATTERNING OF LEAF VENATION, "Molecular breeding of Woody Plants" edited by Noriyuki Morohoshi, Elsevier Science Ltd Published, pp. 63-68, 2001

16. 町田千代子、田中博和、岩川秀和、町田泰則、トランスポソンによる植物遺伝子タギング法の確立、ブレインテクノニュース、生物系特定産業技術研究推進機構、78:18-23、2000

17. Yasunori Machida, Hitoshi Onouchi, Hirokazu Tanaka, Susumu Hamada, Takaaki Ishikawa, Endang Semiarti, Hidekazu Iwakawa, Kiyohito Nomura, Chiyoko Machida, The transposition pattern of the Ac element and its use for targeted transposition in Arabidopsis thaliana, In Proceedings of the 1999 Korea-Japan Joint Symposium, 13:11-15, 1999

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