2020 Fiscal Year Annual Research Report
コケ植物から解き明かす植物幹細胞に特有の動作原理
Publicly Offered Research
| Project Area | Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality |
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| Project/Area Number |
20H04878
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
藤田 知道 北海道大学, 理学研究院, 教授 (50322631)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 不等分裂 / コケ植物 / 植物幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物幹細胞が性質の異なる2つの娘細胞になる過程は、不等分裂または非対称分裂と呼ばれ、その分子機構の研究は限られたモデル被子植物で行われてきたものの、知識は断片的でありその大部分はまだよくわかっていない。そこで本研究ではこれまでの成果を発展させ本領域の推進に役立てるため、ヒメツリガネゴケの原糸体頂端幹細胞に着目し、その幹細胞をin vivoの生きた状態で1細胞単位で研究し、植物に特有の分子制御機構を複数明らかにすることを目的とした 。
ヒメツリガネゴケの原糸体は幹細胞が露出しており、このような目的に向いた材料である。また全ゲノム情報が利用でき、遺伝子の機能解析技術も蓄積している。このような材料の利点を生かし、植物幹細胞に特有の特徴を明らかにするために相互に関連の深い次の3つの研究課題に取り組んだ。《1》植物幹細胞の極性・不等分裂の制御機構、《2》植物幹細胞の不等分裂と等分裂を可逆的に制御する機構、《3》植物幹細胞の原形質連絡の制御機構に関する研究をそれぞれ実施した。
その結果、植物特有の転写因子が水チャネルを形成するアクアポリンの発現を誘導し、また並行して液胞形成の局在などを同時に制御していることがわかってきた。これらの関係性を引き続き詳細に解析する。また植物特有のアラビノガラクタンタンパク質に着目し研究を進めた。その結果、この因子はオーキシンの感受性の制御に関わること、また実際にオーキシンシグナル伝達系の因子が重要な役割を担っている可能性を明らかにすることができた。引き続きこれらの関係や作用機序を詳細に調査する。またアブシジン酸シグナル伝達因子の２つに着目し原形質連絡制御の関係を調べたところ、この両者で働きが違うことを明らかにした。今後はこのうちの片方の因子に注目し、原形質連絡制御の新しい制御機構の解明と幹細胞運命の制御との関係性の調査を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究ではヒメツリガネゴケの原糸体頂端幹細胞に着目し、その幹細胞をin vivoの生きた状態で1細胞単位で研究し、植物幹細胞に特有の分子制御機構を複数明らかにすることを目的とした 。ヒメツリガネゴケの原糸体は幹細胞が露出しており、このような目的に向いた材料である。また全ゲノム情報が利用でき、遺伝子の機能解析技術も蓄積している。このような材料の利点を生かし、植物幹細胞に特有の特徴を明らかにするために相互に関連の深い次の3つの研究課題に取り組んだ。その結果、《1》植物幹細胞の極性・不等分裂の制御機構、《2》植物幹細胞の不等分裂と等分裂を可逆的に制御する機構、《3》植物幹細胞の原形質連絡の制御機構に関するそれぞれの課題で概ね目的どおりの成果を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
概要欄にも記したが、本研究はヒメツリガネゴケの原糸体頂端幹細胞に着目し、その幹細胞をin vivoの生きた状態で1細胞単位で研究し、植物幹細胞に特有の分子制御機構を複数明らかにすることを目的としている。ヒメツリガネゴケの原糸体は幹細胞が露出しており、このような目的に向いた材料である。また全ゲノム情報が利用でき、遺伝子の機能解析技術も蓄積している。このような材料の利点を生かし、植物幹細胞に特有の特徴を明らかにするために相互に関連の深い次の3つの研究課題に取り組んでおり、それぞれの項目で今後も研究の進展を図る。《1》植物幹細胞の極性・不等分裂の制御機構、《2》植物幹細胞の不等分裂と等分裂を可逆的に制御する機構、《3》植物幹細胞の原形質連絡の制御機構に関する研究。本年度に得られたそれぞれの成果の再現性を確認しながら、さらに計画に従い研究を前進させる。
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[Journal Article] Quantitative imaging reveals distinct contributions of SnRK2 and ABI3 in plasmodesmatal permeability in Physcomitrella patens2020
Author(s)
Tomoi, T., Kawade, K., Kitagawa, M., Sakata, Y., Tsukaya, H., and Fujita, T.
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Journal Title
Plant and Cell Physiology
Volume: 61
Pages: 942-956
DOI
Peer Reviewed
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