2018 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanisms of reprogramming that is regulated by changes in endogenous phytohormone levels
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16K07398
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
西浜 竜一 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (70283455)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 再生 / ゼニゴケ / オーキシン / 幹細胞新生 / リプログラミング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゼニゴケの葉状体を切断し、頂端を含む断片（頂端断片）と含まない断片（基部断片）に分けて植物ホルモンフリー培地で培養すると、基部断片の切断面においてだけ葉状体の再生がみられる。頂端断片はそのまま頂端からの成長を続け、切断面から再生は起こらない。以上のことから、頂端で産生される拡散性物質により細胞の脱分化が抑制され、その物質が植物ホルモン・オーキシンであるとの仮説を立て、検証している。実際、オーキシン含有培地では再生は抑制される。
前年度までに、切断後のオーキシン濃度低下に依存して発現変動する転写因子TF-A（仮称）を同定した。TF-Aの機能誘導株を作出したところ、誘導依存的にオーキシン含有培地においても再生芽形成を促進できることがわかった。逆に、SRDXリプレッサードメインを融合したTF-Aの誘導株を作出したところ、通常培地での再生芽形成が誘導依存的に遅延することが明らかとなった。これらの結果から、TF-Aは基部断片においてオーキシン濃度低下に依存して発現が誘導され、再生芽形成を促進する機能を持つ転写因子であることが示唆された。しかしながら、TF-Aの単独変異体を作出したところ再生に大きな異常はみられなかったため、TF-Aと冗長的に機能する遺伝子の存在が示唆された。
そこで、切断後に基部断片において発現が上昇する転写因子遺伝子に着目した。TF-Aと同じ転写因子ファミリーに属するものに関しては、TF-A遺伝子の変異との二重変異体を作出しているところである。また、いくつかの転写因子遺伝子についてはオーキシン含有培地で発現が抑制されるか調べたものの、そのような遺伝子は見つけられなかった。さらに網羅的に調べるため、オーキシン含有培地における再生過程のサンプルを用いてRNA-seq解析を行った。これらの解析により、TF-Aと冗長的な機能をもつ遺伝子を同定する。
論文投稿を準備中である。
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[Journal Article] Physiological function of photoreceptor UVR8 in UV-B tolerance in the liverwort Marchantia polymorpha2019
Author(s)
Kondou Y, Miyagi Y, Morito T, Fujihira K, Miyauchi W, Moriyama A, Terasawa T, Ishida S, Iwabuchi K, Kubo H, Nishihama R, Ishizaki K, Kohchi T
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Journal Title
Planta
Volume: 249
Pages: 1349～1364
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Transcription factor DUO1 generated by neo-functionalization is associated with evolution of sperm differentiation in plants2018
Author(s)
Higo A, Kawashima T, Borg M, Zhao M, Lopez-Vidriero I, Sakayama H, Montgomery SA, Sekimoto H, Hackenberg D, Shimamura M, Nishiyama T, Sakakibara K, Tomita Y, Togawa T, Kunimoto K, Osakabe A, Suzuki Y, Yamato KT, Ishizaki K, Nishihama R, Kohchi T, Franco-Zorrilla JM, Twell D, Berger F, Araki T
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 9
Pages: 5283
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Loss of CG methylation in Marchantia polymorpha causes disorganization of cell division and reveals unique DNA methylation regulatory mechanisms of non-CG methylation2018
Author(s)
Ikeda Y, Nishihama R, Yamaoka S, Arteaga-Vazquez MA, Aguilar-Cruz A, Grimanelli D, Pogorelcnik R, Martienssen RA, Yamato KT, Kohchi T, Hirayama T, Mathieu O
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Journal Title
Plant and Cell Physiology
Volume: 59
Pages: 2421～2431
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Ligand-receptor co-evolution shaped the jasmonate pathway in land plants2018
Author(s)
Monte I, Ishida S, Zamarreno AM, Hamberg M, Franco-Zorrilla JM, Garcia-Casado G, GouhierDarimont C, Reymond P, Takahashi K, Garcia-Mina JM, Nishihama R, Kohchi T, Solano R
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Journal Title
Nature Chemical Biology
Volume: 14
Pages: 480～488
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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