陸上植物の胞子体進化解明に向けてのツノゴケ実験系の確立

• 研究課題/領域番号: 26650143
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物多様性・分類
• 研究機関: 立教大学 (2016-2017); 金沢大学 (2015); 東京大学 (2014)
• 研究代表者: 榊原 恵子 立教大学, 理学部, 准教授 (90590000)
• 研究協力者: フランジェダキス エフティキス 東京大学, 大学院理学系研究科・学術振興会, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 陸上植物 / 進化 / ゲノム / コケ植物 / 胞子体進化 / ツノゴケ / 形質転換系 / ゲノムシークエンス / 次世代シーケンサー

研究成果の概要

コケ植物ツノゴケは陸上植物の進化研究において重要な系統的位置にあるが、遺伝子導入系など分子遺伝学的な解析技術の導入が立ち後れていた。ツノゴケ類Anthoceros agrestisを用いて、ツノゴケのモデル実験系の確立を行った。Agrobacteriumを介した安定形質転換系を確立し、イルミナ社の次世代シークエンシンサーを用いて、ペアエンドライブラリーによるドラフトゲノムシークエンスの取得、配偶体組織のRNAシークエンスを行なった。セン類ヒメツリガネゴケで胞子体発生に機能するKNOX遺伝子、LFY遺伝子、WOX遺伝子の相同遺伝子を複数見いだし、発現解析のためのプロモーター単離を行なった。

研究成果

• [国際共同研究] University of Cambridge(英国)
• [雑誌論文] Evolution in the Cycles of Life (2016)
  • 著者名/発表者名: Bowman J L, Sakakibara K, Furumizu C, Dierschke T
  • 雑誌名: Annual Review of Genetics 巻: 50 号: 1 ページ: 133-154
  • DOI: 10.1146/annurev-genet-120215-035227
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 古い酒を新しい革袋に～preexisting gene regulatory network の転用による陸上植物のボディプラン革新 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石崎公庸 榊原恵子
  • 雑誌名: BSJ-review 巻: 7B ページ: 47-54
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TALE型ホメオボックス遺伝子族の進化による陸上植物複相の複雑化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子 古水千尋
  • 雑誌名: BSJ-review 巻: 7B ページ: 66-77
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Class III HD-Zip activity coordinates leaf development in Physcomitrella patens. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yip, H. K., Floyd, S. K., Sakakibara, K., Bowman, J. L.
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: S0012-1606(15) 号: 1 ページ: 30324-9
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2016.01.012
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Technological Innovations Give Rise to a New Era of Plant Evolutionary Developmental Biology (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K.
  • 雑誌名: Advances in Botanical Research 巻: 78 ページ: 3-35
  • DOI: 10.1016/bs.abr.2016.01.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [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
• [学会発表] Making New Bryophyte Model System Using Genome Sequencing and Transformation Technique (2017)
  • 著者名/発表者名: Keiko Sakakibara, Emiko Yoro, Tomomi Nakagawa, Eftychios Frangedakis, Masaki Shimamura and Tomoaki Nishiyama
  • 学会等名: 65th NIBB conference
  • 国際学会
• [学会発表] ヒメツリガネゴケ胞子体幹細胞の制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] KNOX遺伝子の遺伝子重複と新規機能獲得によってもたらされた陸上植物の世代交代の制御の分子機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子、西山智明、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本進化学会第17回大会
  • 発表場所: 東京、中央大学
  • 年月日: 2015-08-20
• [学会発表] KNOX gene family regulate the alternation of generations 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
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Evolution of the alternation of generations in Land Plants (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K.
  • 学会等名: Botany2015
  • 発表場所: The Shaw Conference Centre (Edmonton, Alberta, Canada)
  • 年月日: 2015-07-25
  • 招待講演
• [学会発表] 世代交代を制御する転写因子KNOX2の下流遺伝子の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子、西山智明、塚谷裕一
  • 学会等名: NGS現場の会第4回大会
  • 発表場所: 筑波、筑波国際会議場
  • 年月日: 2015-07-01
• [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: 第56回日本植物生理学会
  • 発表場所: 東京農業大学 (東京都世田谷区)
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [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: 日本植物学会第78回大会
  • 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: 日本蘚苔類学会第43回大会
  • 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16回年会
  • 発表場所: 高槻現代劇場 (大阪府高槻市)
  • 年月日: 2014-08-20 – 2014-08-24
• [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., and 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, Nichi)
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [図書] 植物の世代交代制御因子の発見 (2016)
  • 著者名/発表者名: 榊原恵子
  • 総ページ数: 190
  • 出版者: 慶応義塾大学出版会