器官再生系の1細胞RNA-seq 解析から読み解く遺伝子発現ダイナミクス
Publicly Offered Research
Project Area | Intrinsic periodicity of cellular systems and its modulation as the driving force behind plant development |
Project/Area Number |
20H05431
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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 |
Review Section |
Biological Sciences
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Research Institution | Niigata University |
Principal Investigator |
池内 桃子 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (00633570)
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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 |
¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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Keywords | 器官再生 / カルス / シングルセル解析 / シングルセル / 多分化能 / 多能性 |
Outline of Research at the Start |
動物や植物の器官発生や器官を再生するためには、様々な細胞を生み出す能力である「多能性」を持った幹細胞のはたらきが非常に重要である。特に、植物は高い再生能力を持っており、多能性を持った幹細胞を新たに生み出すこともできる。私はこの植物を題材として、細胞が多能性を持つとはどういうことなのか?という本質的な問いに挑戦する。そのために、細胞ひとつひとつの遺伝子発現状態を解析するための最新技術である1細胞RNA-seq という手法、および、遺伝子発現の動的な変動を調べるためのイメージング技術を駆使し、多能性細胞が持つ特徴を調べる。
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Outline of Annual Research Achievements |
植物は高い再生能力を持っており、体細胞から多能性を持ったカルス細胞を形成し個体を再構築できる。植物の器官再生メカニズムに関して分子遺伝学的な知見は蓄積してきたものの、「細胞が多能性を持つとはどういうことなのか」「多能性細胞はどうやって複数の細胞種を生み出すのか」といった根本的な問いは未解明のままである。本研究では、1細胞RNA-seq (scRNA-seq) 解析を用いて上記の問いを明らかにすることを目指す。今年度は、シングルセルRNA-seq 解析で得られたデータに基づき、細胞種特異的に発現する遺伝子の同定と発現部位の解析を進めた。その結果、一見して無秩序に見える細胞集団のなかにも、特徴的な遺伝子発現と形態を有する細胞種があることが明らかになりつつある。また、野生型と突然変異体の比較も進めており、細胞種の変化が起こっていることも見えてきた。 また、予想外の結果から多能性細胞の性質を理解するための手がかりが得られている。私がかねてより着目して研究してきた転写因子は、表現型解析に基づき多能性細胞がその後辿る分化運命を決定するプロセスに関わる因子だと当初は想定していたが、解析を進めるにつれて多能性の獲得に おいても重要な役割を果たすことがわかった。今後、さらに機能解析を進めることによって、多能性の制御メカニズム解明につながることが大いに期待できる。
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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
(10 results)
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[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
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Journal Title
Plant Physiology
Volume: 188
Issue: 1
Pages: 425-441
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[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
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Journal Title
New Phytologist
Volume: 232
Issue: 2
Pages: 734-752
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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