| Project/Area Number |
23K14204
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
木全 祐資 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (10893307)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 体軸形成 / 細胞極性 / トランスクリプトーム / シロイヌナズナ / ライブイメージング |
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| Outline of Research at the Start |
体軸形成は多細胞生物の発生の根幹をなす過程である。応募者らは、植物の受精卵内部のライブイメージングに世界に先駆けて成功した。これによって、細胞内の様々な動態が受精卵の不等分裂を駆動することを見出した。しかしながら、「細胞内の各動態はどんな因子によって制御されるのか」という詳細な機構はいまだ謎に包まれている。
そこで本研究では、表現型のゆらぎが大きい変異株でのトランスクリプトーム解析で未知の制御因子を網羅的に探索する。さらに、詳細なライブイメージングを組み合わせ、新規因子の機能を解明する。以上の解析を通して、「どんな因子が・いつ・何を・どのように制御することで不等分裂に至るか」を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、植物の体軸形成の起点である受精卵の不等分裂を制御する新規因子を同定し、その機能を解明することを目的とした。1年目は、不等分裂の表現型にゆらぎが大きいwrky2単一欠損株の胚を単離し、単一胚レベルでのRNA-seq解析を実施することを目指した。従来用いていた細胞単離法では若い時期の受精卵の回収が困難であったため、方法の改良が必要となった。胚珠の酵素処理条件などを検討したが、受精卵を単独で胚珠から取り出すことはできなかった。そこで、受精卵を単独で取り出す代わりに、受精卵の周辺を含めた胚珠の一部分を手動でトリミングすることによって回収できることを見出したので、現在その方法を用いて受精卵を回収し、RNA-seqライブラリーの作成を進めている。
また、並行して進めていたwrky2 hdg11/12三重変異株のRNA-seqデータから発現量が低下する遺伝子を選抜して、その欠損株の表現型を観察した。その結果、シトクロムp450をコードする遺伝子の変異株などで受精卵の不等分裂が損なわれた。次年度移行、これらの変異株に微小管マーカーなどを導入してライブイメージングすることで、不等分裂が損なわれる原因を探る。また、特定の分泌型ペプチドをコードするファミリーの中で、特異的にある単一の遺伝子のみが受精後に高発現することも見出した。この遺伝子についてはストックセンターに変異株が存在しないので、CRISPR-Cas9によるゲノム編集を用いて欠損株を作出する準備を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度中にwrky2変異株のRNA-seqデータを取得する計画であったが、若い時期の受精卵の単離が難航したため、RNA-seq解析は実施できなかった。しかしながら、すでに周辺組織も残した状態であれば受精卵を回収できることを見出したので、細胞を十分な数回収でき次第、RNA-seq解析に供与する。
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| Strategy for Future Research Activity |
wrky2変異株のRNA-seqデータが得られれば、表現型の強さと遺伝子発現を対応させ、細胞の長さや核の位置に連動して発現変動する遺伝子を探索する。それらの遺伝子の変異株を観察することで、不等分裂に寄与する遺伝子を同定する。
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