| 研究領域 | 細胞システムの自律周期とその変調が駆動する植物の発生 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H04729
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
木下 温子 東京都立大学, 理学研究科, 助教 (00612079)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 茎頂メリステム / 器官形成 / 幹細胞 / 葉序 / 植物発生 / 細胞分裂 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本申請課題では、生長相転換過程における茎頂メリステムの形態およびマーカー遺伝子の発現を定量的に追跡することにより、器官形成における周期性およびその変調に関わる分子メカニズムの解明を目指す。特に、内的振動をもたらす植物ホルモン動態と器官原基の発達過程を時空間的に紐付けることにより、メリステムに内在する周期パターンと器官形態の表出の多様性を明らかにする。本研究では、シロイヌナズナのイメージング解析を主軸としたアプローチを推進するとともに、他の植物種へと解析を広げるための遺伝学的基盤の構築を達成する。
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| 研究実績の概要 |
メリステムサイズが変動する発生ステージの葉序パターンについて知見を得るため，シロイヌナズナ植物体の経時観察を進めてきた。その結果，野生型では栄養生長期から生殖生長期にかけて，茎頂メリステムの急激なサイズ変化を伴うにも関わらず，側成器官の葉序パターンが連続的に維持されていることが明らかとなった。一方で，茎頂メリステムのサイズが恒常的に大きくなるclv変異体では，一定の割合で葉序が乱れる例が観察されたものの，生長相転換との明確な相関は見出されなかった。以上の観察結果から，シロイヌナズナの葉序形成パターンは異なる発生ステージを通じて維持されていること，この堅牢なパターン制御機構にはメリステムサイズの適切な制御が関与していることが示唆された。
葉序表出パターンの堅牢性を維持するメカニズムを明らかにするため，現在内的振動をもたらす植物ホルモン動態の解析進めた。我々はこれまでに，日長シフト条件におけるシロイヌナズナの花成において，ドーミングにともなうジベレリンの代謝変化を報告してきた(Kinoshita et al., 2020, eLife)。また，予備的な解析結果として，サイトカイニンシグナルのレポーターマーカーであるTCSn::GFPの発現や幹細胞のアイデンティティを規定するWUSの発現がドーミングにともない茎頂メリステムの髄状部側に拡大することを確認している。さらに，オーキシンシグナルのレポーターマーカーであるDR5rev::3xVENUSについて花成の前後で発現パターンが変化することを見出しており，このような植物ホルモン動態のダイナミックな変化が，茎頂メリステムのサイズ変化や葉序パターンの安定性に寄与する可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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