2021 Fiscal Year Annual Research Report
Neogenesis of plant stem cells by reprogramming
| Project Area | Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality |
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| Project/Area Number |
17H06472
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
林 誠 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, チームリーダー (30291933)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石崎 公庸 神戸大学, 理学研究科, 教授 (00452293)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | ゲノム / 発現制御 / 発生・分化 / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マメ科植物の根粒形成は分化した根の皮層細胞が分裂することから始まることから、これを幹細胞の新生と位置づけた。これまでに根粒形成に関与するNINの下流を分子遺伝学的・細胞生理学的に解析するとともに１細胞RNA-seqにより、根粒幹細胞の新生に関わる因子を明らかにしてきた。今年度は根粒形成に伴うエピゲノムの変化をATAC-seqにより捉えるとともに、新たにミヤコグサにおける１細胞ATAC-seq法を確立した。また、根粒形成変異体の経時的RNA-seqにより遺伝子制御ネットワークを構築した。さらに根粒形成に関わる転写因子が結合するシス配列について陸上植物を対象に網羅的に同定し、根粒形成における遺伝子制御ネットワークの進化を明らかにした。
陸上植物進化の基部に位置するゼニゴケは、栄養成長期に杯状体という器官を形成し、内部に多数の独立したクローン個体（無性芽）を形成することで、無性的に増殖する。本研究では、ゼニゴケ杯状体の底部で幹細胞新生に重要な役割をもつR2R3-MYB型転写因子GCAM1とGCAM1の種内パラログGC1Lに特に着目して研究を進めている。今年度、GCAM1下流で制御される遺伝子制御ネットワークを解析した。そのうちの１つ、GROM遺伝子が杯状体形成に重要な機能をもつこと確認するとともに、GROMが発生初期の無性芽で強く発現することやGCAM1の直接の標的であることを示す結果を得ており、GCAM1下流で無性芽幹細胞形成を制御する因子であることが明らかになった。またGCAM1パラログGC1Lが単独で葉状体再生を促進する機能をもつことを見出した。GC1Lの発現は、西浜班が発見したLAXRとは異なる経路で制御されていることが示唆されており、ゼニゴケ葉状体再生プロセスを制御する新たな鍵因子として論文にまとめるべくデータを収集している。
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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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