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細胞壁が制御する幹細胞の運命決定機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaPrinciples of pluripotent stem cells underlying plant vitality
Project/Area Number 18H04843
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionRikkyo University

Principal Investigator

榊原 恵子  立教大学, 理学部, 准教授 (90590000)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Keywords幹細胞 / 細胞壁 / 転写因子 / WOX遺伝子 / 発現解析 / WOX / ヒメツリガネゴケ
Outline of Annual Research Achievements

ヒメツリガネゴケのプロトプラストを単離培養すると、数日のうちに幹細胞が形成され、原糸体を再生する。ppwox13lab破壊株では再生時、いったん原糸体へと分化した細胞が幹細胞へと再分化する際に、幹細胞形成位置の細胞で分裂はおきるが伸長がおこらず、幹細胞形成が正常に起こらない。野生株及びppwox13lab破壊株のプロトプラスト再生体の細胞壁の構成糖解析では、ppwox13lab破壊株のプロトプラスト単離後48時間後のサンプルにおいて、有意にxyloseが増加していた。また、抗xyloglucan抗体による間接蛍光抗体染色により、ppwox13lab破壊株の再生体では野生株で新規幹細胞形成がおこる位置にxyloglucanの蓄積がみられ、ppwox13lab破壊株のプロトプラスト再生体の新規幹細胞形成時、xyloglucanが異所的に蓄積するために新規幹細胞形成不全がおきた可能性が示唆された。
野生株及びppwox13lab破壊株のプロトプラスト再生体のトランスクリプトーム解析を行ったところ、野生株では24時間後に複数のエクスパンシンの発現が上昇するがppwox13lab破壊株ではおこらなかった。ppwox13lab破壊株ではxyloglucan関連遺伝子の発現が変動しており、ppwox13lab破壊株ではxyloglucanの性質が変化している可能性が見出された。
これまでにコケ植物のゲノムとしてセン類のヒメツリガネゴケとタイ類のゼニゴケのゲノムがそれぞれ報告されている。再生能力の高いツノゴケ類Anthoceros agrestisのゲノムを解読したところ、A. agrestisは大規模なゲノム重複の形跡がないシンプルなゲノムを持っていることがわかった。また、A. agrestisゲノム中にWOX遺伝子は4個存在し、配列が報告されているコケ植物で最も多いことがわかった。

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

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Monash University(オーストラリア)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Zurich(スイス)

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      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Cambridge(英国)

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      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Boyce Thompson Institute(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Anthoceros genomes illuminate the origin of land plants and the unique biology of hornworts2020

    • Author(s)
      Li FW, Nishiyama T, et al.
    • Journal Title

      Nat. Plants

      Volume: 6 Issue: 3 Pages: 259-272

    • DOI

      10.1038/s41477-020-0618-2

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケNIN-like protein相同遺伝子は2倍体の分裂組織の維持に関わる2020

    • Author(s)
      養老 瑛美子、榊原 恵子
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolution of homeodomain leucine zipper IV genes2019

    • Author(s)
      藤井絵実加、堀直樹、Chris Zalewski、John Bowman、榊原恵子
    • Organizer
      日本進化学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] PpWOX13LAB遺伝子は細胞壁成分の調節を介して幹細胞形成を制御する2019

    • Author(s)
      榊原 恵子、川井 絢子、小竹 敬久、西山 智明
    • Organizer
      日本植物学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Function of homeodomain leucine zipper IV genes in Physcomitrella patens2019

    • Author(s)
      Sakakibara, K
    • Organizer
      Marchantia workshop 2019
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Making new bryophyte model systems using genome sequencing and transformation technique.2018

    • Author(s)
      Keiko Sakakibara, Emiko Yoro, Tomomi Nakagawa, Eftychios Frangedakis, Masaki Shimamura, Tomoaki Nishiyama
    • Organizer
      EMBO Workshop New shores in land plant evolution
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Physcomitrella patens WOX13 like C gene is necessary for sporophyte development.2018

    • Author(s)
      Hidemitsu Nishii, Yosuke Tamada, Ko Hirano, Makoto Matsuoka, and Keiko Sakakibara
    • Organizer
      EMBO Workshop New shores in land plant evolution
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケ生殖器発生におけるRKD転写因子の役割2018

    • Author(s)
      養老 瑛美子、小藤 累美子、榊原 恵子
    • Organizer
      日本植物学会第82回大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケHD-Zip IV 遺伝子は胞子のう表皮細胞運命を制御する2018

    • Author(s)
      藤井 絵実加、Chris Zalewski、John Bowman、榊原 恵子
    • Organizer
      日本植物学会第82回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] フタバネゼニゴケの凍結保存法の確立2018

    • Author(s)
      無津呂 一輝、川井 絢子、榊原 恵子
    • Organizer
      Cryopreservation Conference 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 陸上植物の起源を探る比較ゲノム解析の謎、「ツノゴケ」の高精度ゲノム解読に成功(立教大学ホームページ)

    • URL

      https://www.rikkyo.ac.jp/news/2020/03/mknpps0000015huk.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-12-25  

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