| 研究課題/領域番号 |
20K06694
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44030:植物分子および生理科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 分化全能性 / 体細胞胚 / 細胞リプログラミング / 脱分化 / 再分化 / カルス形成 / 転写因子 / 運命転換 / 再生 / カルス / エピジェネティクス / ヒストン化学修飾 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、植物細胞の分化全能性発揮の一つの指標である、体細胞胚誘導の分子機構を捉える。ストレス誘導性を示し、細胞リプログラミングを正に制御する転写因子の働きに着目し、この因子の下流で働く遺伝子を特定する。また、予備的実験からエピジェネティックな制御の関与が示唆されていることから、この転写因子とヒストンの化学修飾の関係性を理解し、体細胞胚誘導におけるヒストン化学修飾の役割を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、転写因子WIND1が体細胞胚を誘導する分子機構の一旦を明らかにした。WIND1を過剰発現したWIND1では、外因性のホルモンの添加や傷害ストレスを与えることなしに芽生えの組織から体細胞胚が誘導される。この過程での遺伝子発現変化を経時的かつ網羅的に捉え、WIND1の発現誘導によって胚発生に関わる転写因子の遺伝子が数多く発現上昇することを発見した。遺伝学的・生化学的な解析から、実際にこれらの転写因子がWIND1によって直接発現制御を受けていることや、WIND1による体細胞胚誘導にはエピジェネティックな制御が必要であることも明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで体細胞胚を誘導できる転写因子として、胚発生や植物幹細胞形成に関与するものが報告されていたが、本研究から新たにストレス応答性の転写因子によって体細胞胚誘導が起こることが示された。種々のストレス処理による体細胞胚誘導の系の報告があるが、その経路での重要因子の特定はほとんどなく、本研究で注目した転写因子がその経路で重要な働きを担うことが考えられる。また、ストレス応答性の転写因子による体細胞胚誘導においてエピジェネティックな制御が関与することも示された。これらの成果は、体細胞胚誘導が困難な植物種に対して、誘導の効率を上げるための重要な知見となり、普遍的な分子育種法の開発に繋がる。
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