| 研究課題/領域番号 |
23K23912
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02649 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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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 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
出村 拓 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40272009)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2024年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2022年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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| キーワード | 細胞分化 / 通水細胞 / 木質細胞 / 遺伝子発現制御 / シングルセルトランスクリプトーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では通水細胞と木質細胞の分化を制御するVNSレギュロン（VNSファミリー転写因子を基点とした遺伝子発現制御システム）に着目し、独自の解析系である人為的分化誘導系やDNA結合能アッセイ系、シングルセルトランスクリプトーム解析手法を用いて、多様な植物種の通水細胞と木質細胞である、（１）オオミズゴケの透明細胞と葉緑細胞、（２）ヒメツリガネゴケのハイドロイドとステライド、（３）シロイヌナズナの原生木部道管と後生木部道管、をターゲットに、VNSレギュロンを駆動する細胞運命の決定機構とVNSレギュロンの駆動直後に起こる形態形成プログラムを明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
①オオミズゴケの透明細胞と葉緑細胞：他グループより研究計画が重複した研究成果の報告があったことから、本項目の継続が困難であると判断し、これまでの成果のとりまとめを行った。
②ヒメツリガネゴケのハイドロイドとステライド：葉の中肋において隣り合って配置されるハイドロイドとステライドの分化決定機構を明らかにするために、未成熟な中肋細胞を用いたトランスクリプトーム解析を進めた。未成熟中肋細胞を含む未熟茎葉体全体のシングル核トランスクリプトーム解析として、昨年度までに、セルソーターとGenomics: Chromium Next GEM Single Cellを用いて作出したライブラリーの配列決定を行った。さらに、理化学研究所・石東博博士との共同研究としてデータ解析を進めた。様々なパラメータについて検討を行ったところ、ハイドロイドとステライドを含むと予想される細胞クラスターの特定に成功した。該当するクラスターには細胞壁の合成や修飾に関連する酵素遺伝子群が見出された。
③シロイヌナズナの原生木部道管と後生木部道管：シロイヌナズナを用いて原生木部細胞と後生木部細胞の分化を制御するVND7遺伝子とVND6遺伝子の直下の下流遺伝子の同定を目標とした。昨年度までに新たにVND6を用いて高い頻度で後生木部道管の誘導が可能となったことから、VND7の誘導系との詳細な比較解析を行った。さらに、両誘導系を用いたシングル核トランスクリプトーム解析に取り組み、ライブラリーを作出した。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
ヒメツリガネゴケのハイドロイドとステライドについて、未熟茎葉体全体のシングル核トランスクリプトーム解析のデータ解析が進み、特異的遺伝子の探索に取りかかることができた。シロイヌナズナの原生木部道管と後生木部道管については、シングル核トランスクリプトーム解析を進めることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
①オオミズゴケの透明細胞と葉緑細胞：これまでに得られたデータの解析を継続する。
②ヒメツリガネゴケのハイドロイドとステライド：トランスクリプトームのデータ解析を継続し、ハイドロイドとステライドに特異的に発現する遺伝子を特定する。そのためにPHYTOMapなどの3D遺伝子発現解析系の立ち上げを継続するとともに、候補遺伝子のプロモーター解析と従来のin situハイブリダイゼーションに取り組むと共に、候補遺伝子の機能解析を行う。
③シロイヌナズナの原生木部道管と後生木部道管：シロイヌナズナを用いて、原生木部細胞と後生木部細胞の分化を制御するVND7遺伝子とVND6遺伝子の直下の下流遺伝子の同定を継続する。さらに同定した候補遺伝子の機能解析を進める。
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