2021 Fiscal Year Annual Research Report
Stem cell reformation in wound-induced callus
Publicly Offered Research
| Project Area | Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality |
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| Project/Area Number |
20H04893
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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, 上級研究員 (40553764)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 植物カルス / 幹細胞新生 / 脱分化 / 再分化 / 組織再生 / Single nucleus RNA-seq / 転写因子 / 細胞リプログラミング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
傷口に生成する不定形のヘテロな細胞集団（カルス）は幹細胞新生の場となる。しかし、この現象における細胞系譜や分子プロセスは理解に乏しい。研究代表者らのこれまでの研究から、傷口のカルスから根および茎葉が再生するシロイヌナズナ植物体が作製されている。本研究では、この植物体を用いて、経時的single cell/single nucleus RNA-seq解析を進め、カルスを構成する細胞がどのような細胞から生み出され、細胞特性を変化させながら幹細胞を新生させるか、その分子メカニズムについて明らかにする。
初年度の研究から、傷をつけてから７日目のカルスでは、既に茎葉、根、維管束それぞれの幹細胞のマーカー遺伝子が高発現していることが分かった。しかし、カルスの中心部の細胞ではsingle cell解析に必須であるプロトプラスト化が困難であることが分かり、single nucleus解析法に切り替えた。
当該年度において種々の検討を重ねた結果、カミソリを用いた組織の破壊とフローサイトメーターを用いた核単離法により再現性のよいライブラリー作製が可能であることが分かった。384プレートに単核を飛ばして回収する手法と、バーコードしたビーズに1つ１つの核をそれぞれくっつける手法を比較し、どちらが効率よく核を単離できるか、また、どちらが一つの核中でより多くの遺伝子を検知できるか等検討を進めている。0日目の組織サンプルと、７日目のカルス細胞のサンプルから得られたデータについてクラスター化を行い、種々のマーカー遺伝子の発現やクラスター特異的に発現している遺伝子等を調査している。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Wound-inducible WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX 13 is required for callus growth and organ reconnection2021
Author(s)
Ikeuchi Momoko, Iwase Akira, Ito Tasuku, Tanaka Hayato, Favero David S, Kawamura Ayako, Sakamoto Shingo, Wakazaki Mayumi, Tameshige Toshiaki, Fujii Haruki, Hashimoto Naoki, Suzuki Takamasa, Hotta Kazuhiro, Toyooka Kiminori, Mitsuda Nobutaka, Sugimoto Keiko
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Journal Title
Plant Physiology
Volume: 188
Pages: 425～441
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] WIND transcription factors orchestrate wound‐induced callus formation, vascular reconnection and defense response in Arabidopsis2021
Author(s)
Iwase Akira, Kondo Yuki, Laohavisit Anuphon, Takebayashi Arika, Ikeuchi Momoko, Matsuoka Keita, Asahina Masashi, Mitsuda Nobutaka, Shirasu Ken, Fukuda Hiroo, Sugimoto Keiko
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Journal Title
New Phytologist
Volume: 232
Pages: 734～752
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Transcriptome Dynamics of Epidermal Reprogramming during Direct Shoot Regeneration in <i>Torenia fournieri</i>2021
Author(s)
Morinaka Hatsune, Mamiya Akihito, Tamaki Hiroaki, Iwamoto Akitoshi, Suzuki Takamasa, Kawamura Ayako, Ikeuchi Momoko, Iwase Akira, Higashiyama Tetsuya, Sugimoto Keiko, Sugiyama Munetaka
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Journal Title
Plant and Cell Physiology
Volume: 62
Pages: 1335～1354
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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