水陸両用植物のミズハコベについては、その異形葉性の発生過程の記述、輪郭形状と細胞動態の関係、またそれぞれの環境下でのRNAseq解析が順調に進んだ。異例な無限葉を形成するモノフィレア、またグアレアについてもそれぞれ研究基盤が整備できた。)真核生物はリボソーム生合成異常を監視しそれに対処するためのリボソームストレス応答機構を備えている。我々はシロイヌナズナをモデルに植物のリボソームストレス応答に関わる因子を同定している。RINGタンパク質の一種であるSZK2およびリボソームタンパク質のRPL12の下流にSZK1をはじめとした4種のNAC型転写因子を位置付けている。本研究では、「異常型リボソームタンパク質の存在下では、RPL12によってSZK2が活性化され、下流のNAC型転写因子を活性化することでリボソームストレス応答が誘導される」という仮説を立て、その検証を進めている。本年度、SZK2とRPL12Bの機能解析にある程度の進展が見られた。RINGドメインを持つタンパク質はユビキチンリガーゼとして働く場合が多い。vitroユビキチン化アッセイからSZK2の自己ユビキチン可能が検出された。イースト2ハイブリッド法と共免疫沈降法からはSZK2とRPL12Bの相互作用が検出された。既知のアミノ酸置換型RPL12B変異タンパク質は、SZK2との相互作用能を失っていた。タバコ葉での共発現、野生型およびT-DNA挿入を持つszk2-2変異株の細胞抽出物を用いた実験から、RPL12BはSZK2依存的に不安定化することを見出した。興味深いことにSZK2には2種のスプライスバリアントが存在し、そのうちの片方のみがRPL12Bを不安定化した。szk2のサプレッサー変異株の変異部位の同定を進めた。前者のサプレッサーはリボソームストレス応答が誘導できない変異株、後者はリボソームストレス応答誘導能が回復した変異株である。植物の根端分裂組織の中心部に存在する静止中心は、細胞増殖活性が極めて低く保たれている。そのためには、リボソームの蓄積量も低く保たれる必要があると考えられる。本研究では、リボソームタンパク質とGFPの融合タンパク質を用いて、少なくとも幾つかのリボソームタンパク質が静止中心特異的に低蓄積になること、サイトカイニンやブラシノステロイドはそれを打破することを見出した。このようなリボソームタンパク質量の制御には、静止中心でのリボソーム合成の抑制と根端分裂組織全体で余剰のリボソームタンパク質を排除する二重の仕組みが関与することが示唆された。)シロイヌナズナでは葉の細胞数が減少すると、それが引き金となり細胞サイズが大型化する補償作用が知られている。この現象の背景にある分子機構を明らかにするため、転写コア口ベーターをコードするAN3遺伝子の欠損変異株を補償作用のモデルとした解析を行っている。)葉の細胞増殖に関わる様々な因子の単離を目的として、細胞数が減少した突然変異株から、遺伝子単離を進めた。これらの因子が補償作用をいかにしてい引き起こすのかについても解析を進めた。その結果、補償作用はいくつかの異なる仕組みによって引き起こされていることが明らかになった。)葉のサイズ制御機構を明らかにするため、シロイヌナズナを用い葉の大きさや形態が変化した突然変異株を網羅的に収集し、その表現型解析を行った。いずれかに特異的な異常を持つ変異株を単離した他、細胞数が減少し、細胞サイズが増加する補償作用を示すもの、これと逆の表現型を示すもの等様々な突然変異株が得られた。)本研究の目的は、葉のサイズを制御する遺伝学的ネットワークを明らかにすることである。これまでに、葉のサイズに異常を示すシロイヌナズナ突然変異株を多数収集し、それらを葉細胞の数あるいはサイズの増減に応じクラス分けした。本年度はそれらの中でも特徴的な表現型を示す4種の突然変異株について原因遺伝子の特定を行った。(gla1-D)変異は、4番染色体の重複に起因することが示唆された。(ANT)の遺伝子を含む。従って、gla1-Dにおける細胞数の増加は、ANTのコピー数の増加が引き金である可能性が示唆された。(elo1),elo3変異は特に表皮の細胞増殖を強く促進することが判明した。これらの変異株では、表皮とその直下の組織の細胞増殖の調和が乱され、最終的に通常よりも広い細胞間隙を持つ大型かつ長い葉身が形成される。IIによる転写産物の伸長を制御するElongator複合体の異なるサブユニットをコードすることが明らかになった。これらの結果から、細胞増殖を介する葉サイズ制御機構には、器官全体をカバーするGRA経路、表皮を特に制御するELO経路の最低2種類が存在することが明らかとなった。増殖を終えた葉細胞は、液胞化により急激に細胞伸長を行う。(IRX3)であることが判明した。IRX3は未成熟な道管特異的に発現し、道管の2次細胞壁肥厚を司る。irx3では道管の2次細胞壁が正常に形成されず、非常に道管がもろくなる。従って、葉の細胞が十分伸長するためには、通道組織からの正常な物質供給が必須であること、またこれとは対照的に、そのような欠損は細胞増殖にはほとんど影響を及ぼさないことが明らかとなった。解析の結果、以下のような成果が得られた。