Mechanisms for auxin-mediated formation of pluripotent stem cells
Publicly Offered Research
Project Area | Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality |
Project/Area Number |
18H04836
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
西浜 竜一 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (70283455)
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Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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Budget Amount *help |
¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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Keywords | オーキシン / 頂端細胞 / 多能性幹細胞 / ゼニゴケ / 幹細胞新生 / Marchantia polymorpha / 全能性 / 多能性 |
Outline of Annual Research Achievements |
苔類ゼニゴケにおいてオーキシン信号伝達を阻害すると、無秩序な細胞分裂を繰り返す。そこでオーキシンの作用により多能性幹細胞が規定されるとの仮説をたて、その分子機構を明らかにすることを目的として研究を行った。 ゼニゴケ唯一のオーキシン受容体MpTIR1を欠損させて生じた細胞塊のRNA-seq解析を行い、この細胞塊は幹細胞性の集団であることを明らかにした。また、オーキシン低感受性変異体として単離した、MpAMP1およびそれと関連した機能をもつMpCYP78の変異体も分化能の著しく低下した細胞塊となり、さらにオーキシン応答性遺伝子発現を促進させる遺伝的操作により葉状体形成能が再獲得されたことから、MpAMP1、MpCYP78両酵素はオーキシン応答を促進する物質を生成する可能性が示唆された。さらに、転写活性化型MpARF1と転写抑制型MpARF2は、ともに幹細胞領域において発現が低いこと、これらは幹細胞形成において拮抗的に機能することを明らかにした。以上の結果から、多能性幹細胞は異なるオーキシン応答性をもつ領域を区分けすることで形成され、低いオーキシン応答性をもつ領域が多能性幹細胞として機能することが示唆された。 MpARF1とMpARF2の誘導過剰発現株を用いてRNA-seq解析を行い、拮抗的制御を受ける遺伝子を同定した。また再生機構の研究から、幹細胞領域で特異的に発現する転写因子を同定した。詳細なオーキシンによる幹細胞形成機構を明らかにする上で重要な因子を同定することができた。また高速に核を単離する手法の確立に成功し、MpARFや修飾ヒストンなどのゲノム分布の解析やATAC-seqを行う基盤が整った。 発生学的な知見として、細胞系譜内で器官が形成される他のコケ植物とは異なり、葉状性のゼニゴケでは位置情報が器官形成を制御することを解明した(Suzuki et al. 2020)。
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Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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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。
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Report
(2 results)
Research Products
(46 results)
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[Journal Article] GEMMA CUP-ASSOCIATED MYB1, an ortholog of axillary meristem regulators, is essential in vegetative reproduction in Marchantia polymorpha.2019
Author(s)
Yasui Y, Tsukamoto S, Sugaya T, Nishihama R, Wang Q, Kato H, Yamato KT, Fukaki H, Mimura T, Kubo H, Theres K, Kohchi T, Ishizaki K.
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Journal Title
Curr Biol.
Volume: 29
Issue: 23
Pages: 3987-3995
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A conserved regulatory mechanism mediates the convergent evolution of plant shoot lateral organs.2019
Author(s)
Naramoto S, Jones VAS, Nicola, N, Sato M,Toyooka K, Shimamura M, Ishida S, Nishitani K,Ishizaki K, Nishihama R, Kohchi T, Dolan L, Kyozuka J.
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Journal Title
PLoS Biology
Volume: 17
Issue: 12
Pages: 12-12
DOI
NAID
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Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Transcription factor DUO1 generated by neo-functionalization is associated with evolution of sperm differentiation in plants2018
Author(s)
Higo, A., Kawashima, T., Borg, M., Zhao, M., Lopez-Vidriero, I., Sakayama, H., et al. (他18名)
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 9
Issue: 1
Pages: 5283-5283
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Novel gateway binary vectors for rapid tripartite DNA assembly and promoter analysis with various reporters and tags in the liverwort Marchantia polymorpha.2018
Author(s)
Mano, S., Nishihama, R., Ishida, S., Hikino, K., Kondo, M., Nishimura, M., Yamato, T.K., Kohchi, K., and Nakagawa, T.
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 3
Issue: 10
Pages: e0204964-e0204964
DOI
NAID
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Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Loss of CG Methylation in Marchantia polymorpha Causes Disorganization of Cell Division and Reveals Unique DNA Methylation Regulatory Mechanisms of Non-CG Methylation.2018
Author(s)
Ikeda Y, Nishihama R, Yamaoka S, Arteaga-Vazquez MA, Aguilar-Cruz A, Grimanelli D, Pogorelcnik R, Martienssen RA, Yamato KT, Kohchi T, Hirayama T, Mathieu O.
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Journal Title
Plant Cell Physiol.
Volume: 12
Pages: 2421-2431
DOI
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