2014 Fiscal Year Annual Research Report
単細胞生物から多細胞生物への進化における鍵因子の探索
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24657167
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
長谷部 光泰 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 教授 (40237996)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西山 智明 金沢大学, 学際科学実験センター, 助教 (50390688)
石川 雅樹 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 助教 (00586894)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 多細胞化 / オーキシン / ヒメツリガネゴケ / 幹細胞化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒメツリガネゴケにおいて、幹細胞化抑制シグナルを特定することを目的として、以下の解析を行った。
１幹細胞化抑制因子としてのペプチド探索：オーキシンが幹細胞抑制因子として機能することが示唆されたので、幹細胞化におけるオーキシンの機能、およびオーキシンの濃度勾配を形成する分子機構の解明に集中した。
２トランスクリプトーム解析・オーキシン分布変化のモデル化：２細胞で定量的にオーキシン濃度勾配形成を調べる必要があるため、研究代表者の研究室に所属する共同研究者によって開発が進められている新しいオーキシンセンサーを利用し、高解像度な時空間的解析を試みているところである。
３オーキシン関連遺伝子の機能解析：(１)前年度に、オーキシン排出担体PGPが幹細胞化におけるオーキシン分布変化に関与していることが示唆されたので、GH3-CFPオーキシンセンサーラインを用いてPGP特異的阻害剤であるGravacinの影響を調べた。その結果、2細胞での幹細胞化の過程でオーキシン分布変化が見られず、幹細胞化が抑制された。(２)幹細胞化の初期の過程では、オーキシンは促進的に機能することが示唆されたので、２細胞単離後にオーキシン合成が起こるのではないかと考えた。そこで、切断直後に阻害剤を用いてオーキシン合成酵素であるYUCCAとTAAを阻害したところ、幹細胞化が抑制された。一方、オーキシン合成を正に制御するSHI転写因子は、両方の細胞で一様に発現していた。
以上のことから、幹細胞化の初期の過程では、両方の細胞で幹細胞化に必須なオーキシンが合成されるが、ある段階になると、片方の細胞のみでPGPが発現、あるいは適切に細胞膜に局在することで、オーキシンの濃度勾配形成が引き起こされ、オーキシンが高濃度に蓄積した細胞では幹細胞化が抑制されるというモデルが考えられた。
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