新規アポスポリー制御遺伝子を用いた陸上植物の異形世代交代を司る制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24770077
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物多様性・分類
• 研究機関: 東京大学 (2013-2014); 広島大学 (2012)
• 研究代表者: 榊原 恵子 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90590000)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 陸上植物 / 世代交代 / アポスポリー / 転写因子 / ホメオボックス遺伝子 / ヒメツリガネゴケ / 次世代シーケンサー / KNOX

研究成果の概要

陸上植物は1n世代と2n世代の両方に異なる多細胞体制を作る異型世代交代を行なうが、世代の発生プログラムの切り換えの仕組みはよくわかっていなかった。申請者は転写因子KNOX2が1nから2nへの発生プログラムの抑制に機能していることをつきとめた。野生株とKNOX2機能欠損株の初期胚を用いた比較トランスクリプトーム解析により、KNOX2遺伝子の標的遺伝子の探索を行なった。KNOX2機能欠損株では転写因子と代謝関連遺伝子の発現が大きく変動おり、遺伝子ネットワークおよびグローバルな代謝産物量の変化が世代交代制御の実働因子であると推測された。

研究成果

• [雑誌論文] A plant U-box protein, PUB4, regulates asymmetric cell division and cell proliferation in the root meristem. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, A, Hove, C.A., Tabata, R., Yamada, M., Shimizu, N., Ishida, T., Yamaguchi K., Shigenobu, S., Takebayashi, Y., Iuchi, S., Kobayashi, M., Kurata, T., Wada, T., Seo, M., Hasebe, M., Bilou, I., Fukuda, H., Scheres, B., Heidstra, R., Sawa, S.
  • 雑誌名: Development 巻: 142 号: 3 ページ: 444-453
  • DOI: 10.1242/dev.113167
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Antagonistic Roles for KNOX1 and KNOX2 Genes in Patterning the Land Plant Body Plan Following an Ancient Gene Duplication (2015)
  • 著者名/発表者名: Furumizu, C., Alvarez, J. P., Sakakibara, K., Bowman J. L.
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 11 号: 2 ページ: e1004980-e1004980
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1004980
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 陸上植物の複相の巨大化と複雑化に貢献したホメオボックス遺伝子の重複と機能分化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 33 ページ: 872-877
  • NAID: 40020162174
• [雑誌論文] Evolution of the class IV HD-zip gene family in streptophytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Christopher S. Zalewski, Sandra K. Floyd, Chihiro Furumizu, Keiko Sakakibara, Dennis W. Stevenson, John L. Bowman
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 30 号: 10 ページ: 2347-2365
  • DOI: 10.1093/molbev/mst132
  • 査読あり
• [雑誌論文] 陸上植物の世代交代の謎にせまる～遺伝子重複と機能分化による胞子体の劇的な形態進化～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 51 ページ: 595-596
  • NAID: 10031195844
• [雑誌論文] 蘚苔類の世代交代とその制御因子 (2013)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子
  • 雑誌名: 蘚苔類研究 巻: 10 ページ: 393-397
  • NAID: 110009687935
  • 査読あり
• [雑誌論文] 「コケ植物のエボデボから見えてきた胞子体の複雑化」 あんな形，こんなできかた―エボデボ研究最前線［植物篇］ (2013)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子
  • 雑誌名: 生物の科学遺伝 巻: 1 ページ: 39-44
• [雑誌論文] KNOX2 genes regulate the haploid-to-diploid morphological transition in land plants (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K., Ando, S., Yip, H.K., Tamada, Y., Hiwatashi, Y., Murata, T., Deguchi, H., Hasebe, M., and Bowman, J.L.
  • 雑誌名: Science 巻: 339 号: 6123 ページ: 1067-1070
  • DOI: 10.1126/science.1230082
  • 査読あり
• [雑誌論文] KNOX2遺伝子は陸上植物の世代交代において複相から単相への移行を抑制する (2013)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子 John L. Bowman
  • 雑誌名: ライフサイエンス 新着論文レビュー 巻: なし
• [学会発表] Evolution of the alternation of generation in Land Plants (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K.
  • 学会等名: Botany 2015
  • 発表場所: The Shaw Conference Centre (Edmonton, Alberta, Canada)
  • 年月日: 2015-07-25 – 2015-07-29
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of downstream genes of KNOX2 transcription factor that regulates alternations of generations in land plants (2015)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子、西山智明、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 東京農業大学 (東京都世田谷区)
  • 年月日: 2015-03-16 – 2016-03-18
• [学会発表] KNOX遺伝子族の進化による陸上植物複相の複雑化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子、古水千尋、Bowman, J. L.
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 明治大学 (神奈川県川崎市)
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] コケ植物の再生能力とその制御因子 (2014)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子
  • 学会等名: 日本蘚苔類学会
  • 発表場所: 奥入瀬渓流ホテル (青森県十和田市)
  • 年月日: 2014-08-26 – 2014-08-28
• [学会発表] KNOX遺伝子は陸上植物の世代交代を制御する (2014)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子
  • 学会等名: 進化学会
  • 発表場所: 高槻現代劇場 (大阪府高槻市)
  • 年月日: 2014-08-20 – 2014-08-23
• [学会発表] WOX13-like genes are required for reprogramming of leaf and protoplast cells into stem cells in the moss Physcomitrella patens (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K., Reisewitz, P., Aoyama, T., Friedrich, T., Ando, S., Sato, Y., Nishiyama, T., Tamada, Y., Hiwatashi, Y., Kurata, T., Ishikawa, M., Deguchi, H., Rensing, S. A., Werr, W., Murata, T., Hasebe, M., Laux, T.
  • 学会等名: 日本発生生物学会第47回年会
  • 発表場所: Winc Aichi (Nagoya, Aichi)
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [学会発表] KNOX２遺伝子は陸上植物の世代交代を制御する (2013)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子 安藤沙友里 Hoichong Karen Yip 玉田洋介 日渡祐二 村田隆 出口博則 長谷部光泰 John L. Bowman
  • 学会等名: 蘚苔類学会
  • 発表場所: 岡山理科大
• [学会発表] 陸上植物の世代交代を制御するKNOX2遺伝子のターゲット探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子
  • 学会等名: 次世代シーケンサー現場の会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [学会発表] ヒメツリガネゴケをモデルとして発生進化学的解析による陸上植物の異形世代交代を司る分子機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子
  • 学会等名: 植物学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 招待講演
• [学会発表] Physcomitrella WOX genes are necessary for the formation of stem cells from differentiated leaf cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K., Aoyama, T., Ando, S., Sato, Y., Kurata, T., Murata, T., Nishiyama, T., Hasebe, M.
  • 学会等名: Moss 2012
  • 発表場所: New York, USA
• [学会発表] ヒメツリガネゴケからみる陸上植物の発生進化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
• [学会発表] Physcomitrella WOX genes are necessary for the formation of stem cells from differentiated leaf cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K., Aoyama, T., Ando, S., Sato, Y., Sugimoto, N., Ohshima, M., Murata, T., Nishiyama, T., Hasebe, M.
  • 学会等名: 第３回Marchantia workshop
  • 発表場所: 阿蘇、熊本
  • 招待講演
• [学会発表] Physcomitrella WOX genes are necessary for the formation of stem cells from differentiated leaf cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K., Aoyama, T., Ando, S., Sato, Y., Sugimoto, N., Ohshima, M., Murata, T., Nishiyama, T., Hasebe, M.
  • 学会等名: The 4th NIBB-MPIPZ-TLL Symposium Arabidopsis and Emerging Model Systems
  • 発表場所: 愛知、岡崎
• [学会発表] KNOX遺伝子は陸上植物の世代交代を制御する
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子
  • 学会等名: 東京大学生命科学セミナー
  • 発表場所: 東京大学
• [備考] ［研究成果］「サイエンス」誌に発表！陸上植物の進化の謎、世代交代成立の仕組みを解明
  • URL: http://www.hiroshima-u.ac.jp/news/show/id/16351
• [備考] 160年来の謎、陸上植物の世代交代を制御する因子の発見
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/press/2013/03/01.html
• [備考] KNOX2遺伝子は陸上植物の世代交代において複相から単相への移行を抑制する
  • URL: http://first.lifesciencedb.jp/archives/6644