2018 Fiscal Year Annual Research Report
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18H02461
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
遠藤 求 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80551499)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 概日時計 / １細胞トランスクリプトーム / 細胞運命決定 / 分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の概日時計は多様な応答を制御しているが、その根源的な機能は細胞分裂制御であったと考えられている。さらに、細胞分化は多くの場合細胞分裂を伴うものの、そうした制御がどうやって実現されているのかについても未解明の点は多い。申請者は、細胞分裂と細胞分化を含む細胞運命決定における概日時計の役割を明らかにするために、VISUALとよばれる葉から幹細胞を経て維管束細胞へと分化する誘導系と１細胞トランスクリプトームを利用し、約200細胞の時系列トランスクリプトーム解析を行った。個々の細胞の分化のタイミングはバラバラであることから、単純なサンプリング時刻だけでは分化状態を反映した時系列を再構成することはできない。そこで、得られたスナップショット・データ群から実際の時間スケールで時系列データを再構成する技術PeakMatchの開発を行った。
これらを駆使することにより、脱分化により概日時計システムは大きく組み変わり、概日時計を構成する個々の遺伝子の発現量はそれまでとは全く異なることを明らかにした。特に時計遺伝子LUXやELF4など、Evening Complex (EC)の構成要素となる因子は分化前の葉肉細胞ではほとんど発現が見られなかったのに対して、幹細胞期以降の段階で高発現しだすことを明らかにした。このことからECが幹細胞からの細胞運命決定に重要であると考え、転写因子LUXに対してChIP-seq解析を行ったところ、細胞運命決定だけでなく細胞分裂に関わる遺伝子のプロモーター上に結合していることを明らかにし、ECが細胞分裂と同時に細胞分化を同時に制御していることを明らかにした。
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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
申請者らは、これまでの成果を年度末に投稿し、現在、査読中である。当初に予定していたよりも若干早いペースで研究が進んでいる上、研究の仮定で新たな解析技術の確立およびその改良版など、いくつもの派生研究が生まれた。さらに、こうした技術を利用し、既存の１細胞トランスクリプトームの結果を再解析することで、細胞分裂様式の違いとオーキシン応答についても明らかにできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は投稿中の論文を完成させるため、必要となる追加実験を適宜行うと共に、時間軸の再構成系の改良に取り組む。
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