Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
植物が器官を新生するためには多能性を備えたカルス細胞を形成するプロセスが重要であり、カルス細胞は分裂しながら様々な分化運命を獲得していく。本研究では、カルスの運命決定において、これまでに知られていなかった2つの制御機構として「ヒストンバリアントへの置換」そして「マスター転写因子の細胞間移行」に着目して解明を進めることによって、細胞リプログラミング研究に新展開をもたらす。
植物は発生プログラムの高い可塑性を持ち、成体の体細胞から容易に多能性細胞を形成して様々な細胞種を生み出し器官を新生することができる。多能性を持った細胞が細胞周期を経て運命を転換する現象は、生物学的な周期を変調させる現象と捉えることができる。本研究では、第一にカルス細胞の運命転換を効率よく引き起こすために必要なヒストンバリアントとヒストンシャペロンに着目し、細胞のリプログラミングを制御する新たな仕組みの解明を進めた。本研究では、それぞれの変異体について、相補実験を進めて当該遺伝子が着目している表現型の原因遺伝子であることを確認できた。また、遺伝子発現解析によって多能性獲得にかかわる遺伝子群の中で変異体で発現が変化しているものを特定し、その遺伝子発現変化が表現型の原因であるかどうかについて検証を進めた。第二に、多細胞空間において隣接する細胞間の分化運命を協調する機構解明に取り組んだ。カルスからシュート頂メリステム (SAM) を形成する際に重要な役割を果たすWUSCHEL (WUS) 発現細胞を追跡して観察する実験系を立ち上げた。SAM 形成初期ではWUS 発現細胞集団（WUS spot）が徐々に拡大するのだが、その際には隣接する細胞へWUS 発現が広がる様子を初めて観察できた。したがって、なんらかの拡散性因子が細胞運命を協調させていることが示唆される。また、WUS 発現状態が動的であることを見出すことができた。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Science Advances
Volume: 9 Issue: 27
10.1126/sciadv.adg6983
https://bsw3.naist.jp/ikeuchi/
