Stem cell formation by establishment of low auxin responsiveness
Publicly Offered Research
| Project Area | Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality |
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| Project/Area Number |
20H04884
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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 |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
西浜 竜一 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (70283455)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | オーキシン / 細胞リプログラミング / ゼニゴケ / 幹細胞 / 再生 / 幹細胞新生 / リプログラミング / 転写因子 / 頂端細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
陸上植物基部に位置する苔類ゼニゴケを用いた研究から、低いオーキシン応答性と幹細胞性との間に強い関連が示唆された。本研究では、低いオーキシンレベルと幹細胞新生の関係、分泌ペプチド信号伝達経路および新規成長調節物質経路との相互作用による異なるオーキシン応答能ゾーンの確立と、それによる幹細胞規定の仕組みを解明にする。また、幹細胞性の細胞塊となる変異体を用いてクロマチン状態を解析し、幹細胞の特徴を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
まずMpLAXRの細胞リプログラミングにおける機能について論文を発表した（Ishida et al. 2022）。
MpARF1のChIP-seq解析のデータを詳細に分析したところ、オーキシン応答性遺伝子であることが知られているMpC2HDZ遺伝子へのMpARF1タンパク質の結合が確認された。その他にも標的遺伝子として、複数の転写因子や分泌ペプチド信号伝達経路の遺伝子が含まれていた。
MpLAXR発現抑制因子候補の変異体におけるMpLAXR発現部位の解析は、MpWIPに関しては無性芽におけるMpLAXR発現領域の変動は見られなかったため、候補から除外した。その他の一部の変異体では無性芽が形成されなくなるため、成熟葉状体における幹細胞領域の蛍光顕微鏡観察で難航した。そこで、誘導過剰発現株を作出し、MpLAXR発現が低下するかどうかを調べることにした（本研究期間内に結果を得ることはできなかった）。
MpLAXR-GR株を用いてDexおよびシクロヘキシミド処理をしてRNA-seq解析を行い、標的遺伝子の候補を同定することができた。
オーキシンレポーターに関しては、作出したMpR2D2株の観察を行ったところ、mDIIのシグナルは検出されたが、DIIのシグナルが観察されなかった。新たなDR5型として、ゼニゴケで強いオーキシン応答性を示す遺伝子に着目し、その配列を用いてコンストラクトを作成した。
幹細胞調節に関わると推定されるMpCYP78A&EとMpAMP1の発現部位をPromoter:reporter株を作出して解析したところ、いずれの遺伝子も幹細胞領域を含む発現パターンを示した。またMpCYP78Aに関してはPromoter:CDS-reporter株を作出したところ、より幹細胞領域に限定されたパターンを示したことから転写後調節の可能性が示唆された。
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| Research Progress Status |
令和3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3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
(41 results)
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[Journal Article] Design principles of a minimal auxin response system2020
Author(s)
Kato Hirotaka、Mutte Sumanth K.、Suzuki Hidemasa、Crespo Isidro、Das Shubhajit、Radoeva Tatyana、Fontana Mattia、Yoshitake Yoshihiro、Hainiwa Emi、van den Berg Willy、Lindhoud Simon、Ishizaki Kimitsune、Hohlbein Johannes、Borst Jan Willem、Boer D. Roeland、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Weijers Dolf
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Journal Title
Nature Plants
Volume: 6
Issue: 5
Pages: 473-482
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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