2003年度前期　第13・14回　細胞生物学セミナー

日時：７月１日(火)　16：30～

場所：総合研究棟６階　クリエーションルーム

CRABS CROW and SPATULA, two Arabidopsis genes that control carpel development in parallel with AGAMOUS

John Alvarez and David Ｒ. Smyth

Development:126,2377-2386(1999)

花は茎頂分裂組織に由来する少数の細胞から発生する。最初、花の分裂組織は活発な細胞分裂を行ないながら、徐々に分化していく。この分化過程で起こるパターン形成と細胞増殖の関係は、様々な遺伝子の相互作用からつくりだされる。

　花は通常、がく、花弁、雄ずい、雌ずいが同心円上に配置する構造をもっており、これらの器官の形質(identity)は、花のホメオティック遺伝子によって決定されている。

これらの遺伝子は、ABCクラスとよばれる３つのクラスに分けることができる。シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)の花の変異株を用いた解析から、花の器官形質決定にはA,B,Cというそれぞれ異なった遺伝子の組み合わせが重要で、Aのみの発現ではガク、AとBが発現すると花弁、BとCが発現すると雄ずい、Ｃのみが発現すると雌ずい(心皮)が形成されるという「ABCモデル」が提唱されている。ABCモデルは、３つのホメオティック遺伝子群を３つグループに分け、各クラスが２つの隣り合ったwhorl(花輪)に機能することを基盤として立てられたものである。シロイヌナズナの花は、他の多くの花と同様に４つのwhorlからなっている。

　心皮形成に関与するクラスＣ遺伝子では、AGAMOUS(AG)が知られており、whorl３とwhorl４に働いていることが分かっている。しかし、最近このＡＧのクラスＣ機能を補助する遺伝子の突然変異体が２つ単離された。これらは、CRABS CROW(CRC)とSPATULA(SPT)とよばれ、AGの雌ずい形質を決定する機能が完全ではなく、心皮様の形質を持った器官が残ることから、心皮形成に深く関与することが示唆されていた。さらに、AGAMOUS(ag)とAPETALA２(ap2)の二重突然変異体によって、本来ならwhorl4に発達するはずの心皮に似た器官がwhorl１にできることから、この残留的な心皮形質はCRABS CROW(CRC)とSPATULA(SPT)遺伝子の働きによることが明らかにされた。　

著者らは、CRCとSPTに注目し、これらの変異体crc-１,spt-2,spt-2-2とAGAMOUS 、APETALA２の変異体ag-1 ,pi-1の全５種類を用いて、単一変異体、二重変異体、三重変異体、四重変異体を作成した。そして、それらの組み合わせから形成される花の心皮様形質を、走査型電子顕微鏡と光学顕微鏡で観察し、crcとsptが心皮形成にどのように関与しているのかを調べた。

興味のある方は是非ご来聴ください。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　川田梨恵子