How the plant body axis is to established under the transcriptional network that is activated by fertilization?

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26840093
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 植田 美那子 名古屋大学, 理学研究科(WPI), 特任講師 (20598726)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 体軸形成 / 細胞極性 / 植物発生

Outline of Annual Research Achievements

植物において、体軸の形成は受精卵の細胞内極性にまで還元されるが、受精卵を極性化させるしくみ、および受精卵の細胞極性を胚のパターン形成に反映するしくみについては、これまでほとんど分かっていなかった。そんななか、私はシロイヌナズナの受精卵極性と胚のパターン形成の両者に必須の転写因子群を独自に見出し、その下流機構の解析を通じて、細胞の極性化と組織のパターン形成の両者を制御する分子メカニズムの理解を目指した。最終年度では、シロイヌナズナのin vitro胚珠培養系と、組織深部の高精細な観察を可能とする二光子顕微鏡システムを組み合わせることで行った受精卵の内部動態の精緻なライブイメージングの成果をまとめ、論文として公表するとともに（Kimata et. al., 2016）、多くの国内外の学会などでも発表した。さらに、精細胞と卵細胞のそれぞれから受精卵に持ち込まれるSSPとHDG11/12が、WRKY2転写因子を介在することで協力し、受精卵でWOX8遺伝子の発現を誘導することで、受精卵の極性化と胚のパターン形成を制御するメカニズムも明らかにした。詳細な遺伝学的および生化学的解析を完遂した結果、論文発表に至った（Ueda et. al., 2017）。

Research Products

• [Journal Article] Transcriptional integration of paternal and maternal factors in the Arabidopsis zygote (2017)
  • Author(s): Ueda M, Aichinger E, Gong W, Groot E, Verstraeten I, Vu LD, De Smet I, Higashiyama T, Umeda M, Laux T
  • Journal Title: Genes & Development Volume: 31 Pages: 617-627
  • DOI: 10.1101/gad.292409.116
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cytoskeleton dynamics control the first asymmetric cell division in Arabidopsis zygote. (2016)
  • Author(s): Kimata, Y., Higaki, T., Kawashima, T., Kurihara, D., Sato, Y., Yamada, T., Hasezawa, S., Berger, F., Higashiyama, T., and Ueda, M.
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences Volume: 113 Pages: 14157-14162
  • DOI: 10.1073/pnas.1613979113
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 植物の受精卵はどのように極性化するのか？ (2017)
  • Author(s): 植田美那子，木全祐資，栗原大輔，山田朋美，東山哲也
  • Organizer: 第58会植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス
  • Year and Date: 2017-03-16 – 2017-03-18
• [Presentation] 植物受精卵のライブイメージング： 細胞極性とは何か? (2016)
  • Author(s): 木全祐資, 栗原大輔, 桧垣匠, 河島友和, 佐藤良勝, 山田朋美, Frederic Berger, 馳澤盛一郎, 東山哲也, 植田美那子
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-19
• [Presentation] Live-cell imaging of the intracellular dynamics underlying the zygote polarization in Arabidopsis (2016)
  • Author(s): Yusuke Kimata, Daisuke Kurihara, Takumi Higaki, Tomomi Yamada, Seiichiro Hasezawa, Tetsuya Higashiyama and Minako Ueda
  • Organizer: 27th International Conference on Arabidopsis Research (ICAR2016)
  • Place of Presentation: 慶州 (韓国)
  • Year and Date: 2016-06-29 – 2016-07-03
  • Int'l Joint Research / Invited