2020 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanisms behind developmental defects caused by modulation of circadian clock
Publicly Offered Research
| Project Area | Intrinsic periodicity of cellular systems and its modulation as the driving force behind plant development |
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| Project/Area Number |
20H05407
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
近藤 侑貴 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (70733575)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 幹細胞 / 概日時計 / 発現振動 / タイムラプスイメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
維管束幹細胞の新規制御因子を探索するために、これまでに維管束分化誘導系VISUALを活用した順遺伝学スクリーニングにより、概日リズムの周期が短縮する変異体bss1が分化を抑制するbes1変異体の表現型を回復することを見出した。本年度は、概日リズムの周期の短縮と維管束幹細胞分化の促進との関係性の詳細を明らかにするため、他に概日リズムの周期を乱すことが知られている既知の変異体と幹細胞分化が抑制されるbes1変異体との掛け合わせをおこなった。当初の予想とは異なり、概日リズムの短周期化・長周期化は幹細胞分化を促進しないことが、維管束分化誘導系VISUALを用いた遺伝学解析から明らかとなった。一方でBSS1遺伝子とBES1遺伝子の間に直接的な関係性が示唆され、概日時計と植物ホルモンシグナルがBSS1を介して統合されている可能性が見いだされた。
一方で、幹細胞関連遺伝子の発現オシレーションに関しては、複数のVISUALトランスクリプトームデータを組み合わせた共発現ネットワーク解析から維管束幹細胞のステージで発現する遺伝子群約６０個を単離することができた。今年度は、これら幹細胞で発現する遺伝子のプロモーターにルシフェラーゼをつなげたレポーターを作成し、篩部蛍光レポーターをもつ植物体に形質転換をおこなった。これまでに５ラインほどのT2世代を、また４０ラインほどのT1世代を経た。来年度、作成したラインを発光顕微鏡下でVISUAL誘導をかけながらの経時解析を進める。
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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
bes1変異体と概日時計制御遺伝子の変異体との遺伝学解析からは、当初の予想とは反し、概日リズムの短周期化は維管束幹細胞分化を促進しないことが明らかとなった。一方で、単離したBSS1遺伝子は、ブラシノステロイドシグナリングにおいても機能することが明らかとなり、BES1遺伝子との直接的な関係性がみえてきたことから、概日時計と植物ホルモンとの関連性が新たに示唆された。
また、幹細胞で特異的に発現する遺伝子群の発現振動をとらえるための生物情報学的な遺伝子の絞り込みやそれらのLUCレポーターのコンストラクトはほとんど作成を終え、形質転換植物も予定どおり揃い始めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
新たに可能性が示されたBSS1による概日時計と植物ホルモン（ブラシノステロイド）シグナリングの統合を生化学、遺伝学的に検証していく。ブラシノステロイドシグナリングが概日時計依存的な振動を示すかどうかも、発光レポーターの経時的な測定を通して検証していきたい。変異体等による表現型解析からシグナル統合の意義にもせまっていきたい。
また、昨年度形質転換をおこなった維管束幹細胞特異的な発光レポーターの植物体を順に発光顕微鏡下で観察をおこなっていく。VISUAL誘導をかけたときに、プロモーター活性に振動がみられるかどうかを調べ、その後蛍光レポーターの分化マーカーを用いて最終的な分化運命を調べることで運命トラッキングが可能となる。これら運命トラッキングを通して、幹細胞関連の遺伝子発現振動と将来の分化運命との関連性を明らかにしていく。
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[Presentation] BES/BZR転写因子の競争的関係性は維管束幹細胞制御の堅牢性に貢献する2020
Author(s)
古谷朋之, 齊藤真人, 内村悠, 佐竹暁子, 野﨑翔平, 宮川拓也, 島津舜治, 矢守航, 田之倉優, 福田裕穂, 近藤侑貴
Organizer
日本植物学会第84回大会
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[Presentation] シロイヌナズナ切断花茎の癒合と胚軸間接ぎ木におけるANAC転写因子の機能解析2020
Author(s)
朝比奈雅志, 松岡啓太, 佐藤良介, 天貝綾花, 豊田佑子, 吉田紗斗美, 遠藤章成, 神長恵太, 柴 田恭美, 近藤侑貴, 佐藤忍
Organizer
日本植物学会第84回大会
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