2010 Fiscal Year Annual Research Report
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21570042
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
中島 敬二 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (80273853)
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| Keywords | 植物 / 根 / 根冠 / 細胞分化 / パターン形成 / 遺伝子 / 転写因子 / 分裂組織 |
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| Research Abstract |
植物の根端に存在する「根冠」は、分裂組織の形成や保護、根の重力感受などを担う重要な組織である。シロイヌナズナの根冠は細胞系譜の異なる2種類の幹細胞が協調的に分裂・分化することで形成され、その後急速な成熟を経て数日で剥離する速いターンオーバーを繰り返している。本研究課題では、根冠細胞の分化メカニズムを解明するため、シロイヌナズナの根冠分化制御因子であるSMB転写因子と、2つの相同遺伝子SBL1及びSBL2の機能解析をおこなった。これまでの研究により、SMBは分化した全ての根冠細胞で発現することが明らかになっている。SBL1とSBL2のレポーター解析を行った結果、これらは根冠最外部の1-2層のみで発現していた。また、SBL1とSBL2は、smb変異体において野生型よりも有意に発現が低下しており、SMBの過剰発現体では、表皮においても異所的に発現していた。さらにSBL1とSBL2の二重変異体では、根冠細胞の剥離が顕著に遅延し、これにsmb変異も加えた三重変異体では、その異常がさらに亢進していた。これらの結果は、SMBが根冠の最外層においてSBL1とSBL2の発現を活性化し、最外層では3つの転写因子が細胞の剥離に必要な遺伝子の発現を制御していることを示唆する。また昨年度までにマイクロアレイを用いてSMBの下流遺伝子候補を22個得ていた。これらの遺伝子発現レベルを、SMB、SBL1、SBL2の各単独変異体や、多重変異体において測定した結果、SMBのみに依存するもの、SBL1とSBL2に依存するもの、SMB、SBL1、SBL2の全てに依存するものに分けることができた。また、いくつかの遺伝子について、レポーターラインを作製して発現パターンを解析したところ、これらの遺伝子の多くが、根冠の最外層で特異的に発現していることが明らかとなった。
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