シュート幹細胞形成における植物ホルモン微環境の構築メカニズム
Publicly Offered Research
| Project Area | Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality |
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| Project/Area Number |
20H04889
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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 | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
相田 光宏 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (90311787)
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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 | 胚発生 / 茎頂分裂組織 / オーキシン / サイトカイニン / 転写因子 |
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| Outline of Research at the Start |
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。
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。
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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
(26 results)
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[Journal Article] A ClearSee-based clearing protocol for 3D visualization of Arabidopsis tahaliana embryos2021
Author(s)
Imoto, A., Yamada, M., Sakamoto, T., Okuyama, A., Ishida, T., Sawa, S., and Aida, M. A
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Journal Title
Plants
Volume: 10
Issue: 2
Pages: 190-190
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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