植物発生進化のグランドプランとしての細胞分裂軸制御機構の解明と進化

• 研究課題/領域番号: 16H02520
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 長谷部 光泰 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 教授 (40237996)
• 研究分担者: 村田 隆 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 准教授 (00242024) ; 石川 雅樹 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 助教 (00586894) ; 望月 敦史 国立研究開発法人理化学研究所, 望月理論生物学研究室, 主任研究員 (10304726) ; 小藤 累美子 金沢大学, 自然システム学系, 助教 (40324066) ; 玉田 洋介 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 助教 (50579290)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2016年度)
• 配分額: 44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円); 2016年度: 25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円)
• キーワード: 細胞分裂軸 / 細胞分裂面 / 進化 / ヒメツリガネゴケ / グランドプラン / 発生進化 / 植物 / 細胞

研究実績の概要

本研究では、ヒメツリガネゴケを用いて転写因子と微小管制御因子をつなぐ細胞分裂軸制御機構の解明を行い、シロイヌナズナと比較することで、陸上植物発生進化のグランドプランとしての細胞分裂軸制御機構を解明し、その進化を推定することを目的とした。具体的には陸上植物における細胞分裂軸制御機構を明らかにし、その進化過程を推定するために、垂層分裂から並層分裂への転換に必須なヒメツリガネゴケGRAS転写因子と微小管関連因子を結ぶ分子機構をGRAS転写因子ターゲット解析から解明を目指した。本研究期間中にGRAS転写因子ターゲットを探索するための少量RNAを用いたRNA-seq法の開発を行った。その結果、複数の候補遺伝子が得られたのでヒメツリガネゴケにおけるタンパク質局在解析を行うためのコンストラクト作りを行った。また、効率的に遺伝子解析を行うためにヒメツリガネゴケにおけるCRISPR/Cas9システムを用いた遺伝子破壊法を改良し、多数の遺伝子に関して、従来の相同組換え法を超える効率が得られた。さらに、in vitro胚での細胞分裂様式、微小管配向変化を解析するための共焦点顕微鏡などを用いたタイムラプス観察系を整備し、並層分裂時の細胞動態、微小管動態の観察に成功した。そして、細胞分裂軸制御に植物ホルモンオーキシンが関連する可能性があることから、ヒメツリガネゴケにおけるオーキシン検出に適したレポーター系の作出、オーキシン関連因子の発現解析、局在解析ができるような形質転換ラインの作成を行った。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。