2016 Fiscal Year Annual Research Report
シロイヌナズナにおける篩部の発生運命決定機構の解析
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16J03909
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
NURANI ALIF MEEM 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | 維管束幹細胞 / 篩部分化誘導系 / 転写因子 / マイクロアレイ / 篩部関連因子 / プロモーターGFP / SRDXリプレッサードメイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
背景：本研究では植物幹細胞の一つである維管束幹細胞に着目し、維管束幹細胞から木部細胞と篩部細胞への分化の過程に焦点を当てた。中でも、知見の少ない篩部分化について主に検討し、維管束幹細胞のふるまいについて考察した。
方法：近年、当研究室においてシロイヌナズナの葉を用いた篩部細胞の分化誘導系が確立された。この誘導系を用いて、篩部のマスター制御因子とも呼ばれるALTERED PHLOEM DEVELOPMENT (APL) 遺伝子の変異体の誘導前と誘導後のマイクロアレイを行い、WT との比較を行った。
結果：分化誘導後のapl変異体のマイクロアレイを行ったところ、様々な篩部関連因子の遺伝子発現がaplで低下していることが分かった。しかしながら、篩部関連遺伝子ではあるが、APL の制御を受けない新規転写因子NAC020を見つけた。NAC020 について更なる解析を行った結果、NAC020 は分化過程のかなり早い（APL遺伝子の発現より早い）段階で発現することが判別された。更に、NAC020 のプロモーター部位にGFPを融合させた形質転換植物体では、根端に近い未分化な細胞が並んでいる篩部列に GFP 蛍光が確認できた。これらのことから、NAC020 は篩部分化過程の早期遺伝子であることが示唆された。次に、NAC020 の機能を探るため、リプレッサードメインが融合されたNAC020-SRDX の形質転換植物を埼玉大学の高木先生から分与して頂き、分化誘導系を用いて、篩部関連因子の遺伝子発現を調べた。NAC020-SRDX では APL を含め、後期の篩部分化に関わる遺伝子の発現が低下していた。これらの結果から、NAC020 は APL を制御することで篩部分化に関わることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当研究室で開発された組織培養系を用い、変異体解析および高時間分解能を組み合わせることで、篩部分化のマスター因子であるAPLを制御できる新規遺伝子の同定に成功した。この結果を国内外の学会等で発表し、高評価を受けた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は NAC020の機能欠損変異体を用いた表現型解析を行う予定である。そのため、CRISPR/Cas9システムを用いて様々な形質転換体を作製中である。また、NAC020の発現を細胞内で計測できるような発光イメージングシステムも立ち上げる予定である。
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