2021 Fiscal Year Annual Research Report
ゼニゴケ油体をモデルとしたオルガネラ周期の証明と中心因子の同定
| Project Area | Intrinsic periodicity of cellular systems and its modulation as the driving force behind plant development |
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| Project/Area Number |
19H05675
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
上田 貴志 基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 教授 (10311333)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 洋平 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 助教 (00724444)
河内 孝之 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (40202056)
金澤 建彦 基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 助教 (60802783)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | ゼニゴケ / 油体 / 油体周期 / 分泌経路 / 微小管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
油体周期仮説では、細胞膜期と油体期が相互に転換することを想定している。その証明のために油体細胞一細胞におけるトランスクリプトームの変遷を調べることを目指しているが、核の単離条件の検討が難航している。現在他の植物でうまくいっている方法をゼニゴケに適用すべく、実験条件の検討を続けている。一方、油体形成のメカニズムの解明においては大きな進展があった。発生中の無性芽では、通常は一つの油体細胞あたり一つの巨大な油体が形成される。そこに微小管重合阻害剤を処理すると、油体が断片化することが見いだされた。アクチンの重合阻害剤は、このような影響は持たなかった。このことから、油体形成には微小管が深く関わることが示された。そこで蛍光タンパク質で標識した微小管により油体形成時の微小管のライブイメージングを行ったところ、形成中の油体から放射状に伸びた微小管構造が観察された。我々の研究から油体は細胞板と類似した性質を有していることが分かっている。そこでこの構造を油体フラグモプラスト（OB phragmoplast）と名付け、微小管の配向などの解析を進めている。続いて、油体形成のマスター制御因子であるERF13を条件的に発現する実験系を構築した。estradiol添加によりERF13の発現を誘導したところ、光合成細胞に分化した細胞を含むほぼ全ての細胞で油体が形成された。このことは、ERF13が細胞の分化状態を転換する能力を持つことを示唆している。さらに、ERF13を誘導すると、ほぼ全ての細胞でOB phragmoplastが形成されることも見いだした。現在はOB phragmoplastの構成タンパク質を明らかにするべく実験を進めている。
油体の形態が異常になる変異体の解析も進めた。油体形態が真球に近くなる変異体の原因遺伝子が被覆複合体であるCOPIの構成因子MpSEC28であることを突き止め、その細胞内局在などを詳細に明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
一細胞解析の条件検討で苦戦しているが、油体の形成機構の解析では目覚ましい進展があった。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きバイオイメージング解析を中心とした油体周期仮説の検証と油体形成機構の解明を進めるとともに、単一油体細胞核トランスクリプトーム解析に向けた条件検討、油体形態が異常になる変異体の解析を進める。
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