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父母性因子の協働により植物初期胚の体軸が形成される分子機構の解明

公募研究

研究領域ゲノム・遺伝子相関:新しい遺伝学分野の創成
研究課題/領域番号 26113710
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

植田 美那子  名古屋大学, 理学研究科(WPI), 特任講師 (20598726)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2015年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2014年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード転写因子 / 植物胚 / パターン形成
研究実績の概要

被子植物であるシロイヌナズナにおいて、父母因子の制御下で胚発生を担うしくみを理解するべく、父母の両方から受精卵に持ち込まれて体軸形成を制御するWRKY2転写因子と父親(精細胞)からのみ持ち込まれる偽キナーゼであるSSP、母親(卵細胞)のみに由来するHDG11/12転写因子の三者に着目して研究をおこなった。それぞれの相互作用を詳細に判定するとともに、各因子の変異体や機能改変株を用いて精査した結果、これらが協調的に働くことで、WOX8遺伝子の転写が活性化され、受精卵の極性や胚の体軸が確立されることが明らかになった。具体的には、SSPによって受精卵で活性化されるMAPキナーゼ経路によってWRKY2がリン酸化されること、および、リン酸化によって活性化されたWRKY2と、HDG11/12がともにWOX8遺伝子のプロモータに直接結合してWOX8の転写を促進すること、さらに、生み出されたWOX8タンパク質が受精卵の極性化と胚のパターン形成を担うことを見出した。最終年度では、この成果をまとめ、国際誌に発表した(Ueda et. al., 2017)。また、受精卵が極性化する動態や、胚の体軸形成の詳細を理解するべく、受精卵内部や胚発生様式をライブイメージングする系を立ち上げたこの系により、受精卵が極性化して非対称分裂に至る際の細胞内動態(頂端-基部軸の獲得)や、胚内部の各部位が異なる発生運命を獲得する過程(体軸に沿ったパターン形成)の可視化に成功し、これらの成果についても、国際誌や国際学会で公表した(Gooh et. al., 2015; Kimata et. al., 2016)。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Transcriptional integration of paternal and maternal factors in the Arabidopsis zygote2017

    • 著者名/発表者名
      Ueda M, Aichinger E, Gong W, Groot E, Verstraeten I, Vu LD, De Smet I, Higashiyama T, Umeda M, Laux T
    • 雑誌名

      Genes & Development

      巻: 31 号: 6 ページ: 617-627

    • DOI

      10.1101/gad.292409.116

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cytoskeleton dynamics control the first asymmetric cell division in Arabidopsis zygote.2016

    • 著者名/発表者名
      Kimata, Y., Higaki, T., Kawashima, T., Kurihara, D., Sato, Y., Yamada, T., Hasezawa, S., Berger, F., Higashiyama, T., and Ueda, M.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 113 号: 49 ページ: 14157-14162

    • DOI

      10.1073/pnas.1613979113

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rapid Elimination of the Persistent Synergid through a Cell Fusion Mechanism.2015

    • 著者名/発表者名
      丸山大輔、Ronny Völz、竹内英憲、森稔幸、井川智子、栗原大輔、河島友和、植田美那子、伊藤正樹、梅田正明、西川周一、Rita Groß-Hardt、東山哲也
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 未定 号: 4 ページ: 907-918

    • DOI

      10.1016/j.cell.2015.03.018

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Live-Cell Imaging and Optical Manipulation of Arabidopsis Early Embryogenesis2015

    • 著者名/発表者名
      Keita Gooh, Minako Ueda, Kana Aruga, Jongho Park, Hideyuki Arata, Tetsuya Higashiyama, and Daisuke Kurihara
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 34 号: 2 ページ: 242-251

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2015.06.008

    • 関連する報告書
      2014 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] 植物の受精卵はどのように極性化するのか?2017

    • 著者名/発表者名
      植田美那子,木全祐資,栗原大輔,山田朋美,東山哲也
    • 学会等名
      第58会植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 植物受精卵のライブイメージング: 細胞極性とは何か?2016

    • 著者名/発表者名
      木全祐資, 栗原大輔, 桧垣匠, 河島友和, 佐藤良勝, 山田朋美, Frederic Berger, 馳澤盛一郎, 東山哲也, 植田美那子
    • 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
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Live-cell imaging of the intracellular dynamics underlying the zygote polarization in Arabidopsis2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kimata, Daisuke Kurihara, Takumi Higaki, Tomomi Yamada, Seiichiro Hasezawa, Tetsuya Higashiyama and Minako Ueda
    • 学会等名
      27th International Conference on Arabidopsis Research (ICAR2016)
    • 発表場所
      慶州 (韓国)
    • 年月日
      2016-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Live imaging of the intracellular dynamics during the zygote polarization in Arabidopsis2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kimata, Daisuke Kurihara, Ayato Sato, Tetsuya Higashiyama, Minako Ueda
    • 学会等名
      The 24th IASPRR conference
    • 発表場所
      Tucson, Arizona (USA)
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of zygote polarization: How plant forms the apical-basal axis 受精卵の極性化動態 ~植物の体軸形成のしくみ~2015

    • 著者名/発表者名
      木全祐資,栗原大輔, 東山哲也, 植田美那子
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド、兵庫
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ受精卵のイメージングとケミカルスクリーニング:細胞極性と不等分裂を制御する仕組みとは?2015

    • 著者名/発表者名
      植田美那子,木全祐資,栗原大輔,山田朋美,南保正和, 大川(西脇)妙子, 桑田啓子,梅田正明, 東山哲也
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター, 新潟
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 植物の受精卵が偏る仕組みを発見

    • URL

      http://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/ja/research/2016/11/Ueda-Asymmetric-CD.php

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 植物では両親の遺伝子の協力によって子供の形ができる

    • URL

      http://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/ja/research/2017/04/GandD-Parents.php

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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