2018 Fiscal Year Research-status Report
イネ幹細胞リプログラミングを制御する遺伝子群の探索
| Project/Area Number |
18K14446
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Genetics |
|---|
Principal Investigator |
高橋 実鈴 国立遺伝学研究所, ゲノム・進化研究系, 助教 (20738091)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | リプログラミング / 幹細胞 / 茎頂分裂組織 / 胚発生 / イネ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
植物細胞は分化全能性を持ち、適切な培養条件下において、分化した体細胞がリプログラミングを受けて頂端分裂組織を構成する幹細胞へ変化することができる。本研究はリプログラミングを起動する「遺伝子スイッチ」を明らかにするため、幹細胞を含む茎頂分裂組織を特異的に欠失するイネshootless(shl)突然変異体に着目した。これまでのshl変異体の解析により、転写抑制因子であるETTIN(ETT)の小分子RNAによる負の発現制御が胚発生における幹細胞形成に必須であることが明らかになっている。よって、ETTの下流で機能する遺伝子群にリプログラミングの「遺伝子スイッチ」が含まれる可能性が高いと考えた。そこで、本研究ではshl変異体と野生型の胚の遺伝子発現比較から、ETTの下流で機能する遺伝子群を特定し、これらの中からリプログラミングのスイッチとして機能する遺伝子群を明らかにすることを目的としている。
本年度はshl2とshl4の初期胚において野生型と比べて発現変動する遺伝子群を同定した。先行研究から予想していたとおり、shl2とshl4ではETT遺伝子が過剰に発現していた。よって、転写抑制因子であるETT 遺伝子が過剰に発現しているshl変異体において、発現が低下している遺伝子の中にETTの標的遺伝子が含まれていると考えた。これまでに解析済みであったshl１の結果と合わせて、shl1、shl2、shl4で共通して発現が低下する遺伝子群に着目し、ETTINの下流で幹細胞化を正に制御する可能性のある因子を抽出した。
次いで、上記の方法により抽出した幹細胞化を正に制御する可能性のある因子について、in situハイブリダイゼーション法により幹細胞が形成される時期の初期胚での発現領域を解析した。その結果、幹細胞が形成される初期胚の腹側で発現している遺伝子を複数個、確認できた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概ね当初の計画通り研究を進められているため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成31年度/令和元年度は、本年度抽出したETTの下流で機能する可能性のある遺伝子群の中から幹細胞化を正に制御する因子を明らかにするため、ETTの直接標的の同定とshl由来のカルスを用いた幹細胞形性能の検証を行う。
まずETTの下流で機能する可能性のある遺伝子群の中からETTが直接制御する遺伝子を同定するため、ETT抗体を用いたクロマチン免疫沈降法により、発現制御領域にETTが結合している遺伝子群を同定する。本実験にはETTを発現しているが幹細胞化されない体細胞（カルス等）を用いる。これにより、ETTの直接制御因子候補が絞り込める。
次いで、ETTの直接制御因子候補をshl変異体由来のカルスにおいて過剰発現させることにより幹細胞形性能を検証する。shl変異体由来のカルスは幹細胞を形成できないために再分化しないので、幹細胞形成能を持つ遺伝子（群）が導入された時のみ、幹細胞が形成され、植物体の再生が観察される。
以上の実験より、ETTの下流で幹細胞化を正に制御する因子、すなわちリプログラミングのスイッチとして機能する遺伝子群の解明を目指す。
|
| Causes of Carryover |
本年度はETTの直接標的の同定のための予備実験に時間がかかり、本実験に必要な試薬類の購入を見送ったため、物品費における次年度使用額が生じた。これについては、平成31年度/令和元年度に本実験を行うための試薬類の購入に使用する。また、研究打ち合わせの出張を本年度ではなく平成31年度/令和元年度の実施に予定を変更したため、旅費における次年度使用額が生じた。
|
