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J-GLOBAL ID：202002284993699335   整理番号：20A0591074

過剰ピロりん酸はArabidopsis thalianaにおいて舗装細胞形態形成を抑制し,器官平坦性を変化させる【JST・京大機械翻訳】

Excess Pyrophosphate Restrains Pavement Cell Morphogenesis and Alters Organ Flatness in Arabidopsis thaliana

著者 (7件)： Gunji Shizuka (1United Graduate School of Education, Tokyo Gakugei University, Tokyo, Japan) ,  Oda Yoshihisa (2Department of Gene Function and Phenomics, National Institute of Genetics, Mishima, Japan) ,  Oda Yoshihisa (3Department of Genetics, The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI, Mishima, Japan) ,  Takigawa-Imamura Hisako (4Department of Anatomy and Cell Biology, Graduate School of Medical Sciences, Kyushu University, Fukuoka, Japan) ,  Tsukaya Hirokazu (5Department of Biological Sciences, Graduate School of Science, The University of Tokyo, Tokyo, Japan) ,  Ferjani Ali (1United Graduate School of Education, Tokyo Gakugei University, Tokyo, Japan) ,  Ferjani Ali (6Department of Biology, Tokyo Gakugei University, Tokyo, Japan)
資料名： Frontiers in Plant Science (Web)  (Frontiers in Plant Science (Web))
巻： 11  ページ： 31  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7094A  ISSN： 1664-462X  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： Arabidopsis thalianaにおいて,液胞プロトンポンピングピロホスファターゼ(H+-PPase)は若い組織において高度に発現され,ヌクレオシド三リン酸の形で大量のエネルギーを消費し,副産物としてピロりん酸(PPi)を産生する。著者らは,H+-PPase機能喪失fugu5変異体における過剰PPiが,種子貯蔵脂質からのグルコネオゲネシスを著しく損ない,子葉柵状組織における細胞分裂を停止させ,補償された細胞拡大を誘発することを報告した。この表現型はスクロース供給で回復した。従って,液胞酸性化よりもむしろ阻害PPiの加水分解が実生確立時のH+-PPアーゼの主要な寄与であるという証拠を提供した。本研究では,表皮の検査により,fugu5舗装細胞が欠陥のあるパズル細胞形成を示すことを明らかにした。重要なこととして,fugu5-1 AVP1_pro:iPP1トランスジェニック系統における酵母サイトゾルPPase iPP1によるfugu5背景からのPPiの除去は,fugu5舗装細胞の表現型異常を回復させた。驚くべきことに,グルコネオゲネシス(pck1-2)またはグリオキシル酸サイクル(icl-2;mls-2)の欠損を持つ突然変異体の舗装細胞は表現型変化を示さず,種子貯蔵脂質からのスクロース生産の減少はangtia-1(an-1)のそれと類似の長い子葉を持ち,その葉の舗装細胞は皮質微小管(MT)の異常な配列を示す。舗装細胞分化におけるANGUSTIFOLIAとH+-PPaseの間の遺伝的相互作用への洞察を得るために,an-1 fugu5-1を分析した。驚くべきことに,表皮発生欠陥は二重変異体で相乗的に増強された。事実,an-1 fugu5-1舗装細胞は,子葉の背軸および向軸側の両方において顕著な三次元成長表現型を示し,それは,an-1 fugu5-1 AVP1_pro:iPP1におけるPPiの加水分解により回復した。生きている画像は,皮質MTがWTと比較して,減少した速度を示し,上記の線においてわずかに断片化され,まばらであることを明らかにした。一貫して,PPiのin vitro添加はチューブリン重合の用量依存性遅延をもたらし,PPiとMT動力学の間の関連を支持した。さらに,子葉前縁-遠位および中外側表現型定量化に基づく三次元成長の数学的シミュレーションは,an-1 fugu5-1の輪状表面における中外側軸に沿った制限された子葉拡大を意味した。まとめると,著者らのデータはPPiホメオスタシスが適切な舗装細胞形態形成,上皮成長と発達,および器官の平坦化のための必要条件であることを示唆する。Copyright 2020 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： サイトゾル ,  *形態形成 ,  グルコネオゲネシス ,  細胞分化 ,  *Arabidopsis thaliana ,  *舗装 ,  ホメオスタシス ,  三次元 ,  皮質 ,  加水分解 ,  *Arabidopsis ,  子葉 ,  細胞分裂 ,  液胞 ,  表現型

著者キーワード (5件)： Arabidopsis thaliana ,  H+-PPアーゼ ,  Fugu5変異体 ,  PPI ,  舗装セル

分類 (1件)： 遺伝子発現  (EC02040Q)

引用文献 (53件)：

• Asaoka M., Segami S., Ferjani A., Maeshima M. (2016). Contribution of PPi-hydrolyzing function of vacuolar H+-pyrophosphatase in vegetative growth of Arabidopsis: evidenced by expression of uncoupling mutated enzymes. Front. Plant Sci. 7, 415. doi: doi: 10.3389/fpls.2016.00415
• Asaoka M., Inoue S. I., Gunji S., Kinoshita T., Maeshima M., Tsukaya H., et al. (2019). Excess pyrophosphate within guard cells delays stomatal closure. Plant Cell Physiol. 60, 875-887. doi: doi: 10.1093/pcp/pcz002
• Cassimeris L. (1993). Regulation of microtubule dynamic instability. Cell Motil. Cytoskeleton 26, 275-281. doi: doi: 10.1002/cm.970260402
• Chen J., Brevet A., Fromant M., Lévêque F., Schmitter J. M., Blanquet S., et al. (1990). Pyrophosphatase is essential for growth of Escherichia coli. J. Bacteriol. 172, 5686-5689. doi: doi: 10.1128/JB.172.10.5686-5689.1990
• Cornah J. E., Germain V., Ward J. L., Beale M. H., Smith S. M. (2004). Lipid utilization, gluconeogenesis, and seedling growth in Arabidopsis mutants lacking the glyoxylate cycle enzyme malate synthase. J. Biol. Chem. 279, 42916-42923. doi: doi: 10.1074/jbc.M407380200

タイトルに関連する用語 (6件)： ピロりん酸 ,  Arabidopsis ,  舗装 ,  細胞形態 ,  器官 ,  平坦性