2019 Fiscal Year Annual Research Report
非生物ストレスによる維管束幹細胞新生の分子メカニズム
Publicly Offered Research
| Project Area | Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality |
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| Project/Area Number |
18H04849
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
岩瀬 哲 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (40553764)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 幹細胞 / 脱分化 / 再分化 / カルス / 分化全能性 / 転写因子 / エピジェネティクス / 遺伝子発現ネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、非生物ストレスが種々の転写因子を介してどのように幹細胞を新生するのか、特に傷害ストレス応答性転写因子WIND1に着目してその分子メカニズムを明らかにする。WIND1の核内タンパク量を調節する発現誘導系を用いた実験から、発現量を段階的に調節することで胚軸組織片のカルス化のみならず、カルスからの茎葉の再生や根の再生を誘発できることを発見した。これは、組織片からの新規な幹細胞新生が単一の転写因子の発現量によって調節できることを示している。茎葉幹細胞化と根幹細胞化が起きるWIND1発現量の試験区において、植物ホルモノームおよびメタボローム解析を経時的に行った所(領域内共同研究)、再生が起こる試験区のみで起こる植物ホルモンの変化を捉えることができた。同様にWIND1を誘導した試験区のみで有意に蓄積する代謝産物の多くは、これまで再生促進物質として経験的に培養系に添加されているものであった。これはWIND1によるダイナミックな代謝産物の変化が、幹細胞新生に寄与している可能性を示している。他方、葉肉細胞を維管束維管束細胞に分化させる培養系においては、WIND1は維管束幹細胞化を経ずに葉肉細胞を木部細胞に分化させている可能性が示された(領域内共同研究)。傷害部位においても、WIND1の機能抑制型植物体では木部細胞分化のマスター因子の発現が特異的に抑えられていた。引き続き、傷害ストレスによる個々の幹細胞新生 (維管束、茎葉、根)の分子メカニズムを明らかにしていく。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Molecular Basis for Natural Vegetative Propagation via Regeneration in North American Lake Cress, Rorippa aquatica (Brassicaceae)2020
Author(s)
Rumi Amano, Hokuto Nakayama, Risa Momoi, Emi Omata, Shizuka Gunji, Yumiko Takebayashi, Mikiko Kojima, Shuka Ikematsu, Momoko Ikeuchi, Akira Iwase, Tomoaki Sakamoto, Hiroyuki Kasahara, Hitoshi Sakakibara, Ali Ferjani, Seisuke Kimura
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Journal Title
Plant & Cell Physiology
Volume: 61
Pages: 353-369
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Histone acetylation orchestrates wound-induced transcriptional activation and cellular reprogramming in Arabidopsis2019
Author(s)
Bart Rymen, Ayako Kawamura, Alice Lambolez, Soichi Inagaki, Arika Takebayashi, Akira Iwase, Yuki Sakamoto, Kaori Sako, David S. Favero, Momoko Ikeuchi, Takamasa Suzuki, Motoaki Seki, Tetsuji Kakutani, Francois Roudier, Keiko Sugimoto
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Journal Title
Communications Biology
Volume: 2
Pages: 404
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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