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シロイヌナズナにおける篩部の発生運命決定機構の解析

Research Project

Project/Area Number 16J03909
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Plant molecular biology/Plant physiology
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

NURANI ALIF MEEM  東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords分化誘導系 / 篩部細胞 / 木部細胞 / 維管束幹細胞 / マイクロアレイ / 発光イメージングシステム / 二光子顕微鏡 / レポーター遺伝子 / タイムラプスイメージング / 運命決定 / トラッキング / 篩部分化誘導系 / 転写因子 / 篩部関連因子 / プロモーターGFP / SRDXリプレッサードメイン
Outline of Annual Research Achievements

背景:本研究では植物幹細胞の一つである維管束幹細胞に着目し、維管束幹細胞から木部細胞と篩部細胞への分化の過程に焦点を当てた。中でも、知見の少ない篩部分化について主に検討し、維管束幹細胞のふるまいについて考察した。
方法:シロイヌナズナの葉を用いた篩部細胞の分化誘導系(Kondo et al., 2016)。この誘導系では木部細胞と篩部細胞が同時に葉肉細胞から維管束幹細胞を介して形成される。
結果:
①篩部分化におけるマスタ転写因子APLの解析:APL遺伝子の変異体を分化誘導系に用いて誘導前と誘導後のマイクロアレイを行い、WT と比較することにより、APLの制御を受けない、新な早期篩部関連遺伝子NAC020の同定に成功した。この遺伝子の過剰発現体においてAPLの発現が一部阻害されることを明らかにし、分化運命決定段階で作用していると考察した。(Kondo et al., 2016)
②分化誘導系における維管束形成パターン解析:木部細胞を強く染色する化合物BF-170と篩部のマーカーを用いて子葉の三次元構造を観察した。その結果、子葉の向軸側に木部、背軸側に篩部がたくさん形成されることを初めて見つけた。これは葉の葉脈のパターンと一致しており、子葉の極性が維管束形成に関与しているのではないかと推測した。そこで、葉の背軸側に発現するYAB3因子の変異体を用いて解析した結果、背軸側にも木部がたくさん形成されることを発見した。また、胚軸の二次成長においても、YAB3は篩部分化を促進し、木部分化を抑制していることを見出した。(Nurani et al., 2020)
今後の展望: 葉の極性がどのように維管束のパターン形成に関わるかを調べるために、葉の向軸側のと背軸側をレーザーキャプチャーマイクロダイセクションにより分離し、トランスクリプトーム解析を行った。今後はその詳細についてを解析する必要がある。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Deep Imaging Analysis in VISUAL Reveals the Role of YABBY Genes in Vascular Stem Cell Fate Determination2020

    • Author(s)
      Nurani Alif Meem、Ozawa Yasuko、Furuya Tomoyuki、Sakamoto Yuki、Ebine Kazuo、Matsunaga Sachihiro、Ueda Takashi、Fukuda Hiroo、Kondo Yuki
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 61 Issue: 2 Pages: 255-264

    • DOI

      10.1093/pcp/pcaa002

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ectopic Vascular Induction in Arabidopsis Cotyledons for Sequential Analysis of Phloem Differentiation2018

    • Author(s)
      Nurani Alif Meem、Kondo Yuki、Fukuda Hiroo
    • Journal Title

      Plant Transcription Factors- Method and Protocols

      Volume: 10 Pages: 149-159

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8657-6_10

    • ISBN
      9781493986569, 9781493986576
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Tissue culture for xylem differentiation with Arabidopsis leaves.2017

    • Author(s)
      Saito, M., Nurani, A.M., Kondo, Y*. and Fukuda, H*.
    • Journal Title

      Methods Mol Biol.

      Volume: 1544 Pages: 59-65

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6722-3_5

    • ISBN
      9781493967209, 9781493967223
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Vascular cell induction culture system using Arabidopsis leaves (VISUAL) reveals the sequential differentiation of sieve element-like cells.2016

    • Author(s)
      Kondo, Y*., Nurani, A. M., Saito, C., Ichihashi, Y., Saito, M., Yamazaki, K., Mitsuda, N., Ohme-Takagi, M. and Fukuda, H*.
    • Journal Title

      Plant Cell

      Volume: 28 Issue: 6 Pages: 1250-1262

    • DOI

      10.1105/tpc.16.00027

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] A study on adaxial-abaxial polarity-dependent control of vascular stem cell fates2020

    • Author(s)
      Nurani Alif Meem
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatial regulation involved in bi-directional differentiation of vascular cells in Arabidopsis2019

    • Author(s)
      Alif Meem Nurani, Yuki Kondo、Yuki Sakamoto、Kazuo Ebine、Sachihiro Matsunaga、Takashi Ueda and Hiroo Fukuda
    • Organizer
      第60回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Time lapse imaging of vascular cell fate in Arabidopsis2017

    • Author(s)
      Alif Meem Nurani, Yuki Kondo and Hiroo Fukuda
    • Organizer
      日本植物学会第81回大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学・野田キャンパス
    • Year and Date
      2017-09-08
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Bi-directional differentiation mechanism of vascular stem cells in plants2017

    • Author(s)
      Alif Meem Nurani
    • Organizer
      9th HOPE Meeting with Nobel Laureates
    • Place of Presentation
      東京国際フォーラム(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2017-02-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A novel factor regulating phloem differentiation identified in Arabidopsis2016

    • Author(s)
      Alif Meem Nurani, Yuki Kondo and Hiroo Fukuda
    • Organizer
      The International Conference on Arabidopsis Research (ICAR)
    • Place of Presentation
      GyeongJu (Korea)
    • Year and Date
      2016-06-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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