Stem cell reformation in wound-induced callus
Publicly Offered Research
| Project Area | Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality |
|---|
| Project/Area Number |
20H04893
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Review Section |
Biological Sciences
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
岩瀬 哲 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (40553764)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
|
| 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)
|
|---|
| Keywords | 植物カルス / 幹細胞新生 / 脱分化 / 再分化 / 組織再生 / Single nucleus RNA-seq / 転写因子 / 細胞リプログラミング / 幹細胞 / 傷害ストレス / カルス / 分化全能性 / single cell解析 / single nucleus解析 / 傷害応答 / 再生 / エピジェネティクス |
|---|
| Outline of Research at the Start |
植物細胞は一度分化した後でも、全ての幹細胞を新生できることが証明されている。この幹細胞新生の能力は傷害ストレスが引き金になることが多い。特に、カルスと呼ばれる傷口に生成する不定形のヘテロな細胞集団は、幹細胞新生の場となることが知られている。本研究では、カルスを構成する細胞がどのようなidentityを持ち、どのように幹細胞を新生させるかを明らかにする。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
傷口に生成する不定形のヘテロな細胞集団（カルス）は幹細胞新生の場となる。しかし、この現象における細胞系譜や分子プロセスは理解に乏しい。研究代表者らのこれまでの研究から、傷口のカルスから根および茎葉が再生するシロイヌナズナ植物体が作製されている。本研究では、この植物体を用いて、経時的single cell/single nucleus RNA-seq解析を進め、カルスを構成する細胞がどのような細胞から生み出され、細胞特性を変化させながら幹細胞を新生させるか、その分子メカニズムについて明らかにする。
初年度の研究から、傷をつけてから７日目のカルスでは、既に茎葉、根、維管束それぞれの幹細胞のマーカー遺伝子が高発現していることが分かった。しかし、カルスの中心部の細胞ではsingle cell解析に必須であるプロトプラスト化が困難であることが分かり、single nucleus解析法に切り替えた。
当該年度において種々の検討を重ねた結果、カミソリを用いた組織の破壊とフローサイトメーターを用いた核単離法により再現性のよいライブラリー作製が可能であることが分かった。384プレートに単核を飛ばして回収する手法と、バーコードしたビーズに1つ１つの核をそれぞれくっつける手法を比較し、どちらが効率よく核を単離できるか、また、どちらが一つの核中でより多くの遺伝子を検知できるか等検討を進めている。0日目の組織サンプルと、７日目のカルス細胞のサンプルから得られたデータについてクラスター化を行い、種々のマーカー遺伝子の発現やクラスター特異的に発現している遺伝子等を調査している。
|
| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 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。
|
Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
-
-
[Journal Article] Wound-inducible WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX 13 is required for callus growth and organ reconnection2021
Author(s)
Ikeuchi Momoko, Iwase Akira, Ito Tasuku, Tanaka Hayato, Favero David S, Kawamura Ayako, Sakamoto Shingo, Wakazaki Mayumi, Tameshige Toshiaki, Fujii Haruki, Hashimoto Naoki, Suzuki Takamasa, Hotta Kazuhiro, Toyooka Kiminori, Mitsuda Nobutaka, Sugimoto Keiko
-
Journal Title
Plant Physiology
Volume: 188
Issue: 1
Pages: 425-441
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
[Journal Article] WIND transcription factors orchestrate wound-induced callus formation, vascular reconnection and defense response in Arabidopsis2021
Author(s)
Iwase A, Kondo Y, Laohavisit A, Takebayashi A, Ikeuchi M, Matsuoka K, Asahina M, Mitsuda N, Shirasu K, Fukuda H, Sugimoto K
-
Journal Title
New Phytologist
Volume: 232
Issue: 2
Pages: 734-752
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
[Journal Article] Transcriptome Dynamics of Epidermal reprogramming during direct shoot regeneration in Torenia fournieri2021
Author(s)
Hatsune Morinaka, Akihito Mamiya, Hiroaki Tamaki, Akitoshi Iwamoto, Takamasa Suzuki, Ayako Kawamura, Momoko Ikeuchi, Akira Iwase, Tetsuya Higashiyama, Keiko Sugimoto, Munetaka Sugiyama
-
Journal Title
Plant & Cell Physiology
Volume: 62
Issue: 8
Pages: 1335-1354
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
-
