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細胞壁が制御する幹細胞の運命決定機構の解明

公募研究

研究領域植物の生命力を支える多能性幹細胞の基盤原理
研究課題/領域番号 18H04843
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
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) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード幹細胞 / 細胞壁 / 転写因子 / WOX遺伝子 / 発現解析 / WOX / ヒメツリガネゴケ
研究実績の概要

ヒメツリガネゴケのプロトプラストを単離培養すると、数日のうちに幹細胞が形成され、原糸体を再生する。ppwox13lab破壊株では再生時、いったん原糸体へと分化した細胞が幹細胞へと再分化する際に、幹細胞形成位置の細胞で分裂はおきるが伸長がおこらず、幹細胞形成が正常に起こらない。野生株及びppwox13lab破壊株のプロトプラスト再生体の細胞壁の構成糖解析では、ppwox13lab破壊株のプロトプラスト単離後48時間後のサンプルにおいて、有意にxyloseが増加していた。また、抗xyloglucan抗体による間接蛍光抗体染色により、ppwox13lab破壊株の再生体では野生株で新規幹細胞形成がおこる位置にxyloglucanの蓄積がみられ、ppwox13lab破壊株のプロトプラスト再生体の新規幹細胞形成時、xyloglucanが異所的に蓄積するために新規幹細胞形成不全がおきた可能性が示唆された。
野生株及びppwox13lab破壊株のプロトプラスト再生体のトランスクリプトーム解析を行ったところ、野生株では24時間後に複数のエクスパンシンの発現が上昇するがppwox13lab破壊株ではおこらなかった。ppwox13lab破壊株ではxyloglucan関連遺伝子の発現が変動しており、ppwox13lab破壊株ではxyloglucanの性質が変化している可能性が見出された。
これまでにコケ植物のゲノムとしてセン類のヒメツリガネゴケとタイ類のゼニゴケのゲノムがそれぞれ報告されている。再生能力の高いツノゴケ類Anthoceros agrestisのゲノムを解読したところ、A. agrestisは大規模なゲノム重複の形跡がないシンプルなゲノムを持っていることがわかった。また、A. agrestisゲノム中にWOX遺伝子は4個存在し、配列が報告されているコケ植物で最も多いことがわかった。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Monash University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Cambridge(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Boyce Thompson Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Anthoceros genomes illuminate the origin of land plants and the unique biology of hornworts2020

    • 著者名/発表者名
      Li FW, Nishiyama T, et al.
    • 雑誌名

      Nat. Plants

      巻: 6 号: 3 ページ: 259-272

    • DOI

      10.1038/s41477-020-0618-2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケNIN-like protein相同遺伝子は2倍体の分裂組織の維持に関わる2020

    • 著者名/発表者名
      養老 瑛美子、榊原 恵子
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of homeodomain leucine zipper IV genes2019

    • 著者名/発表者名
      藤井絵実加、堀直樹、Chris Zalewski、John Bowman、榊原恵子
    • 学会等名
      日本進化学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PpWOX13LAB遺伝子は細胞壁成分の調節を介して幹細胞形成を制御する2019

    • 著者名/発表者名
      榊原 恵子、川井 絢子、小竹 敬久、西山 智明
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Function of homeodomain leucine zipper IV genes in Physcomitrella patens2019

    • 著者名/発表者名
      Sakakibara, K
    • 学会等名
      Marchantia workshop 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Making new bryophyte model systems using genome sequencing and transformation technique.2018

    • 著者名/発表者名
      Keiko Sakakibara, Emiko Yoro, Tomomi Nakagawa, Eftychios Frangedakis, Masaki Shimamura, Tomoaki Nishiyama
    • 学会等名
      EMBO Workshop New shores in land plant evolution
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Physcomitrella patens WOX13 like C gene is necessary for sporophyte development.2018

    • 著者名/発表者名
      Hidemitsu Nishii, Yosuke Tamada, Ko Hirano, Makoto Matsuoka, and Keiko Sakakibara
    • 学会等名
      EMBO Workshop New shores in land plant evolution
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケ生殖器発生におけるRKD転写因子の役割2018

    • 著者名/発表者名
      養老 瑛美子、小藤 累美子、榊原 恵子
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケHD-Zip IV 遺伝子は胞子のう表皮細胞運命を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      藤井 絵実加、Chris Zalewski、John Bowman、榊原 恵子
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フタバネゼニゴケの凍結保存法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      無津呂 一輝、川井 絢子、榊原 恵子
    • 学会等名
      Cryopreservation Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 陸上植物の起源を探る比較ゲノム解析の謎、「ツノゴケ」の高精度ゲノム解読に成功(立教大学ホームページ)

    • URL

      https://www.rikkyo.ac.jp/news/2020/03/mknpps0000015huk.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-12-25  

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