Recent Progress in Research on Plant Sexual Reproduction in Arabidopsis thaliana 2003. : An Emerging Network of Plant Meiosis Genes

有性生殖を行う全ての生き物は染色体数が半減した半数体の雌性と雄性の配偶子を作り、この雌雄の配偶子が融合(受精)することによって2倍体に復帰し、次世代の細胞を生み出す。配偶子を作るのに、染色体数を半減させる作業(減数分裂)は避けて通ることはできない。ゲノムの恒常性を維持し、正常な子孫を生み出すのに減数分裂の正確性は非常に重要である。しかし、その正確性を保証する減数分裂のメカニズムの分子レベルでの研究は体細胞分裂のそれに関する詳細な研究と比べると大きな遅れをとってきた。特に植物の分野では減数分裂変異体の原因遺伝子の解析が進まず、停滞していたと言って良い。しかしモデル植物シロイヌナズナでの原因遺伝子の同定を前提とした変異体作出法が開発されて以来、胞子形成、減数分裂、あるいは配偶子形成の変異体単離とそれらの原因遺伝子の解析結果が毎年報告されるようになった。特に2003年にはシロイヌナズナから多くのこれらの減数分裂に関連する変異体が単離され、さらにその原因遺伝子の正体が明らかにされて、植物の減数分裂研究に大きな進歩が見られた。これらの遺伝子には転写調節因子、細胞周期調節因子、相同組換え関連因子、染色体構造調節タンパク質、減数分裂期染色体構成要素などの遺伝子が含まれる。このような生殖に重要な働きをする遺伝子が明らかにされつつあり、植物における生殖過程の全体像が分子のレベルで明らかにされようとしている。シロイヌナズナを用いた花器官形成以降の生殖過程の研究の近年の進歩について、特に減数分裂に関する研究に重点を置きながら、整理する。Gamete generation is prerequisite for all sexual reproductive organisms. Chromosome number of gametes have to be halved in preparation for the union (fertilization) of male and female gametes, which doubles the chromosome number of the fertilized cell. M

<原報>シロイヌナズナの花粉母細胞の減数分裂期における染色体の挙動について : 共焦点レーザー走査顕微鏡を用いた 3D 解析

シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)の減数分裂期の花粉母細胞を共焦点レーザー走査顕微鏡を用いて観察した。PI (propidium iodide)で染色された減数第一分裂前期のレプトテン期,ザイゴテン期,パキテン期,ディプロテン期,ディアキネシス期,さらに減数第一分裂中期,後期,終期,減数第二分裂前期,中期,後期,終期の染色体を観察することができた。得られたデータを3次元的に再構築することによって減数分裂時の染色体の様子を立体的に視覚化することに成功した

<所内学術研究成果報告>T. シロイヌナズナ花粉母細胞の減数分裂時の染色体に対する FISH 法の確立

染色体を個別に追跡しその挙動を調べることのできる方法,FISH法をシロイヌナズナの花粉母細胞の減数分裂時の染色体に適用することを目的に条件検討を行った。その結果,以下の条件でFISHを行うのが最良と結論された。花序の固定はカルノイ溶液(75%エタノール,25%酢酸)を用い,室温で16時間程度行う。細胞壁とカロース層の消化は0.4%Cellulase,0.4%Pectolyase,0.4%Cytohelicase,1370U/ml β-Glucronidaseを用いて37℃で3時間処理する。スライドガラス上に消化した細胞を展開した後,再度カルノイ溶液で固定する。0.1mg/ml RNaseAで37℃30分間,0.0025%ペプシンで37℃3分間,4%パラフォルムアルデヒドで室温10分間処理した後,エタノールシリーズを通し風乾させる。ビオチン標識したプローブDNAとスライドガラス上の染色体DNAと同時に72℃3分間熱変性させた後,37℃16時間反応させハイブリッドを形成させる。洗浄後,アビジン-FITCを反応させ,ビオチン化抗アビジンDを用いて,シグナルの増幅を行う。なお,本研究においてはBACクローンF10B6よりプローブを作成し用いた

高等植物における細胞分裂と生理機能の制御機構の分子遺伝学的解析

生き物は成長するために細胞分裂し細胞増殖しなければならない。しかしそれも植物の場合にはその時期が適切でなければならない。移動能力のある動物の場合は受精と同時に発生を開始し、できるだけ速やかに成長することが生き残るためにもっとも大事なことといえる。しかし移動能力のない植物の場合は適切な時期に発生や成長をしなければ、枯死する運命が待ち受けている。成長に不利な時期を耐え、生き残るために、植物は発生や成長の時期を制御したり、種子を形成して休眠する。そして適当な時期が到来すると発芽し発生を開始する。生殖を行うために花を形成するのにも時期が大切である。さらに植物に特有な現象であるがセネッセンスと呼ばれる現象がある。これは環境がその植物の成長に不適切で個体を維持するのが困難であったり不利であったりする場合に、その個体の一部あるいは大部分の生理機能を低下させたり枯死させたりし、環境が回復するのを待つというものである。このように植物はその生活環の様々な場面で細胞分裂や生理機能の調節を行っている。我々は i) 種子の発芽の誘導機構、ii) 栄養成長から生殖成長への転換(花器官形成)の誘導機構、iii) 緑葉におけるセネッセンスの誘導機構の 3 つの現象に着目し分子遺伝学の手法を用いて解析を行う

A novel clinical entity, IgG4-related disease (IgG4RD): general concept and details

IgG4-related disease (IgG4RD) is a novel clinical disease entity characterized by elevated serum IgG4 concentration and tumefaction or tissue infiltration by IgG4-positive plasma cells. IgG4RD may be present in a certain proportion of patients with a wide variety of diseases, including Mikulicz’s disease, autoimmune pancreatitis, hypophysitis, Riedel thyroiditis, interstitial pneumonitis, interstitial nephritis, prostatitis, lymphadenopathy, retroperitoneal fibrosis, inflammatory aortic aneurysm, and inflammatory pseudotumor. Although IgG4RD forms a distinct, clinically independent disease category and is attracting strong attention as a new clinical entity, many questions and problems still remain to be elucidated, including its pathogenesis, the establishment of diagnostic criteria, and the role of IgG4. Here we describe the concept of IgG4RD and up-to-date information on this emerging disease entity

<所内学術研究成果報告>J. 赤タマネギ新品種育成のためのアグロバクテリウムを利用した形質転換法確立の試み

タマネギ植物にアグロバクテリウムを介して遺伝子を導入し形質転換タマネギを作成するための条件検討を行った。2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid)を含むMS培地上でタマネギ種子を発芽させカルスを形成させた。これに35Sプロモーターによって制御されるGUS遺伝子を持ったpBI121あるいはアリイナーゼプロモーターによって制御されるGUS遺伝子を持ったpBIE1Eを有するアグロバクテリウムを感染させた。選抜培地上で培養した後,2-ip (N^6-2-isopentenyladenine)を含む再分化培地に移し,芽の形成を誘導した。芽の形成には至らなかったが,カルスから調製したDNA中にGUS遺伝子が存在することがGUS遺伝子を増幅するプライマーを用いたPCR法によって確かめられた。さらにGUS遺伝子産物であるβ-glucronidaseの活性を利用してGUS遺伝子の発現している細胞を組織化学的に調べたところ,pBI121を含むアグロバクテリウムで形質転換を行ったカルスでは大部分の細胞で強いGUS活性が確認された。pBIE1Eを用いた方では,pBI121の場合程強くはないがカルスの周辺部で発現が認められた。これらのことからアグロバクテリウムを介してタマネギに遺伝子を導入することが実際に可能であることが示された

Diagnostic Value of Serum Amylase Levels Indicating Computed Tomography-Defined Post-Endoscopic Retrograde Cholangiopancreatography Pancreatitis: A Prospective Multicenter Observational Study.

Objective:Post-endoscopic retrograde cholangiopancreatography (ERCP) pancreatitis involves persistent serum amylase levels of 3 times or more the standard upper limit. However, these criteria were mostly based on retrospective studies and not necessarily supported by diagnostic imaging. Our prospective study aimed to investigate cutoff serum amylase levels suggesting post-ERCP pancreatitis using computed tomography as the criterion standard.Methods:We prospectively followed 2078 cases. Computed tomography was performed in patients whose serum amylase levels exceeded the institutional upper limit 12 to 24 hours after ERCP. Two expert radiologists blindly assessed the images and judged the presence or absence of pancreatitis. Correlations between serum amylase levels with pancreatitis were investigated using receiver operating characteristic analysis.Results:Amylase levels increased in 416 (23.2%) of 1789 cases included, and 350 cases were analyzed using computed tomography. Post-endoscopic retrograde cholangiopancreatography pancreatitis was diagnosed in 12.0% (214/1789). The cutoff amylase levels for judging pancreatitis after 12 to 24 hours was 2.75 times higher than the institutional upper limit, with an area under the curve of 0.77.Conclusions:The appropriate cutoff serum amylase level for judging post-ERCP pancreatitis at 12 to 24 hours after ERCP was 2.75 times higher than the institutional upper limit. These results may clarify the definition of post-ERCP pancreatitis