Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
シュートを形成する幹細胞群(シュート幹細胞群)は胚発生において形成され、その後一生を通じて維持される。シュート幹細胞群の維持にはオーキシンとサイトカイニンの二種のホルモンシグナルがつくる微環境が重要であることがわかっているが、この微環境がどのようなメカニズムで構築されるかは明らかでない。本申請ではシュート幹細胞形成に必須な転写因子であるCUC1, CUC2, CUC3の制御下でどのようにホルモン微環境が形成されるのかを明らかにする目的で、CUCの下流遺伝子群のうちオーキシンとサイトカイニンの経路に関連するものを重点的に同定し、これらの遺伝子の機能解析を行う。
茎頂幹細胞は胚発生において、2つの子葉原基の境界部に形成される。本公募研究では、子葉原基境界部の形成に働くCUC転写因子群の機能について1)茎頂幹細胞の維持に関わる調節遺伝子との関係、および2)オーキシンとの関係の2つの観点に着目して研究を進めた。その結果、CUCが2つのKNOX型転写因子を含む複数の幹細胞維持因子の遺伝子発現を活性化させる機能を持つことを明らかにするとともに、生殖器官である雌ずいの形成過程においてもCUCと幹細胞維持因子との相互作用が重要な役割を果たすことを見出した(Yamamoto et al, 2021)。また、CUC転写因子群がオーキシンの生合成遺伝子であるYUC1およびYUC4の発現活性化に必須であるとともに(Yamada et al, 2022)、同じくCUCによって発現が活性化されるIAA18遺伝子によるオーキシン応答の抑制が、シュート幹細胞形成に重要な役割を果たすことも明らかにした(準備中)。さらにCUC転写因子群の制御下にあることが予想されたシグナルペプチド遺伝子EPFL2の機能についても解析を進め、この遺伝子が子葉原基の成長を促進するとともに、原基先端部におけるオーキシン応答の促進にも必要であることを明らかにした(Fujihara et al, 2021)。上記の研究に加え、胚および雌ずいにおける遺伝子発現を可視化するための透明化法の改良(Imoto et al 2021; Yokoi and Aida, 2021)および胚における微小管の配向を解析する手法の改良(Takahama and Aida 2022)を行うことで、茎頂幹細胞形成メカニズムの解明に向けた基盤整備を進めた。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2022 2021 2020 Other
All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results, Peer Reviewed: 11 results, Open Access: 11 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Invited: 2 results) Remarks (3 results)
Plant Biotechnology
Volume: 39 Issue: 1 Pages: 37-42
10.5511/plantbiotechnology.21.0924a
130008118738
Development
Volume: 149 Issue: 17
10.1242/dev.200684
Volume: 38 Issue: 3 Pages: 317-322
10.5511/plantbiotechnology.21.0508a
130008091603
CYTOLOGIA
Volume: 86 Issue: 3 Pages: 181-182
10.1508/cytologia.86.181
130008091541
Volume: 86 Issue: 1 Pages: 1-2
10.1508/cytologia.86.1
130008002760
PLANT MORPHOLOGY
Volume: 33 Issue: 1 Pages: 95-100
10.5685/plmorphol.33.95
40022708369
Plants
Volume: 10 Issue: 2 Pages: 190-190
10.3390/plants10020190
Int J Mol Sci
Volume: 22 Issue: 19 Pages: 10621-10621
10.3390/ijms221910621
Front Plant Sci
Volume: 12 Pages: 755610-755610
Frontiers in Plant Science
Volume: 12 Pages: 641257-641257
10.3389/fpls.2021.641257
International Journal of Molecular Sciences
Volume: 21 Issue: 16 Pages: 5864-5864
10.3390/ijms21165864
https://iroast.kumamoto-u.ac.jp/aida/ja/
http://iroast.kumamoto-u.ac.jp/aida/ja/
http://iroast.kumamoto-u.ac.jp/