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植物の新規幹細胞運命決定ロジックの解明

公募研究

研究領域植物発生ロジックの多元的開拓
研究課題/領域番号 16H01232
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関立教大学

研究代表者

榊原 恵子  立教大学, 理学部, 准教授 (90590000)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2017年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード植物幹細胞 / 胞子体 / 転写因子 / コケ植物 / 幹細胞 / 1細胞解析系 / 植物 / 分化
研究実績の概要

多細胞生物は細胞分裂後に自身と同じ細胞を生み出す自己複製能と別の細胞への分化能の両方を併せ持つ幹細胞を持ち、分裂と分化を高度の調整して多細胞体制を構築している。ヒメツリガネゴケ Physcomitrella patensは発生段階に応じて露出した単一の幹細胞を形成するため、幹細胞の観察や外部操作が容易である。特に発生初期の胞子体は1個の幹細胞を持ち、後に1個の胞子のうを分化して発生を終了する。胞子体幹細胞に隣接する細胞(以後、隣接細胞)は幹細胞にならないことから、幹細胞から何らかの抑制シグナルが隣接細胞に伝えられることでボディプランが維持されていると考えられる。代表者はヒメツリガネゴケKNOX1遺伝子は胞子体幹細胞で発現し、この遺伝子の機能を阻害すると幹細胞の分裂活性が低下することを報告している。また、隣接細胞も幹細胞化する変異体BRANCHING(BR)を単離した。この2遺伝子に着目して胞子体幹細胞決定機構の解明を試みた。
BR遺伝子のノックイン株を作成し、胞子体の発生初期を観察したところ、BR遺伝子は胞子体幹細胞及びその隣接細胞では発現せず、胞子体の発生中期に胞子体の中程に形成され、胞子体のさく柄と胞子のうの下部を形成するさく柄分裂組織において発現していた。KNOX1遺伝子とBRの原因遺伝子はいずれもホメオドメインを含む転写因子をコードしており、被子植物シロイヌナズナや緑藻クラミドモナスではこの2遺伝子は複合体を形成して機能することが報告されている。KNOX1タンパク質及びBRタンパク質で独立に行なったgDB-seq解析により、この2遺伝子産物が共通の標的遺伝子を持つ可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

平成29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

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 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 Biology2016

    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evolution in the Cycles of Life2016

    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Making New Bryophyte Model System Using Genome Sequencing and Transformation Technique2017

    • 著者名/発表者名
      Keiko Sakakibara, Emiko Yoro, Tomomi Nakagawa, Eftychios Frangedakis, Masaki Shimamura and Tomoaki Nishiyama
    • 学会等名
      NIBB Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 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
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2023-12-25  

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