2017 Fiscal Year Annual Research Report
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17J40121
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
池内 桃子 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, 特別研究員(RPD)
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| Project Period (FY) |
2017-07-03 – 2021-03-31
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| Keywords | 細胞リプログラミング / 再生 / 遺伝子制御ネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物は高い再生能力を有しており、傷口に幹細胞を新たに確立して植物体全体を再構築することができる。本研究では、完全に分化した体細胞である葉の表皮細胞が由来となってシュート再生を行うイワタバコ科植物の現象を解明する。また、様々な実験が容易に行えるシロイヌナズナでの知見との比較を通して、種間の共通点と相違点を理解することを目指す。本年度は、シロイヌナズナを用いたトランスクリプトーム解析およびホルモン分析によって、傷シグナルを受け取った植物体組織がカルス形成を始めるまでに起こる生理学的な変化を明らかにした（Ikeuchi et al.2017 Plant Phys）。本研究によって、植物ホルモンであるサイトカイニンの合成およびERF115やPLT3/5/7遺伝子発現などが、傷に応答して誘導されカルス形成に関与することが分かった。また、酵母1ハイブリッド法を用いて転写因子とプロモーターの相互作用を網羅的に調べ、細胞リプログラミングに関わる因子群の相互作用を1162検出することができた（Ikeuchi and Shibata et al., 2018 PCP）。
イワタバコ科のPrimulina vertigo においては、葉を傷つけて0, 1, 6 日後にRNA-seq 解析を行い、de novo assembly によって転写産物の断片を取得することができた。6 日後では、分裂細胞で発現しているサイクリン遺伝子や、シュート頂分裂組織で発現することが知られているSTM のホモログやなどが発現しており、細胞が活発に分裂してシュート再生が始まっていることが分かった。ERF115およびその相互作用因子であるPAT1のホモログ遺伝子が葉切断後1日後の時点で既に発現上昇していることが分かり、細胞脱分化に先立って発現していることから、細胞脱分化を司る可能性があると考えられる。
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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
シロイヌナズナの傷誘導細胞リプログラミングを調べるパートについてすでに原著論文を二報報告できた。また、イワタバコでもRNAseq 解析を行い遺伝情報を取得するなど今後研究を展開させるための準備が順調に整いつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、Primulina vertigo について得られた知見の解析を進め原著論文の執筆を予定している。Primulina vertigo は雑種であり遺伝学的な解析には不向きなため、並行して他の植物種についても検討を行っている。Chirita pumila はPrimulina vertigoと近縁で同様の再生現象を示すことが報告されており、効率的な遺伝子導入の系も確立されている。また、自家受粉ができること、世代時間が5ヶ月と短いなど、実験材料として適した性質を備えている。本年度は、Chirita pumila を入手することができたため、今後はこちらの種を用いて遺伝子導入などの機能解析技術を展開していきたい。
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