計画研究
本研究においては、植物の師部構成要素、内鞘細胞、及び根冠の細胞の分化を制御する鍵転写因子を同定することが大きな目標である。本研究の一つの目標は、内鞘細胞、篩部要素細胞、篩部伴細胞、根冠細胞のアイデンティティー決定因子を見出すことである。スクリーニングの結果、これまでに、過剰発現によって伴細胞を誘導する能力がある遺伝子、内鞘細胞を誘導できる遺伝子、根冠細胞を誘導することができる遺伝子などが見出された。内鞘細胞のアイデンティティー候補遺伝子に関しては、過剰発現がオーキシン依存的細胞分裂能を異所的に付与できること、転写抑制ドメイン融合タンパク質の発現によって側根形成を阻害できるなど、内鞘細胞機能に関する証拠が得られている。根冠細胞アイデンティティー付与因子に関しても、過剰発現実験と転写抑制ドメイン融合実験によって機能が確認できた。これらの作用が内在の遺伝子の役割を反映していることを確認する必要があり、多重変異体を作成している。それぞれの組織のアイデンティティー決定因子候補について多重変異体の作成を進めているが、現在までのところ、明確な表現型は現れておらず、多重変異体作成の際の突然変異体の組合わせの変更や、さらに高次の多重変異体の作成が必要である。これらの細胞アイデンティティー決定に関わる転写因子による転写ネットワークを解明するため、それぞれの遺伝子過剰発現株、転写抑制ドメイン融合タンパク質の発現株でのトランスクリプトーム解析も進め、さらに、松井氏との共同研究によって、転写因子結合DNA配列をgDB法で決定した。また、細胞間シグナル分子として、CLE9/10ペプチドの機能解析を進めた。CLE9/10ペプチドは葉の表皮細胞と、根の道管前駆細胞の両方で細胞増殖を負に制御しているが、それぞれの生理機能を調節する受容体は別であることがわかった。
2: おおむね順調に進展している
篩部、内鞘細胞、根冠細胞の細胞アイデンティティー決定転写因子候補について、過剰発現と転写抑制ドメイン融合実験によって、機能を確認することができた。また、冗長的機能を持つと考えられる遺伝子について、多重突然変異体を作成しているが、今の所、表現型は確認できていない。これらの決定因子が支配する遺伝子群については、過剰発現時のマイクロアレー実験で明らかにできた。ペプチド性シグナル分子CLE9/10が葉の表皮細胞の数を制御するとともに、根の道管の数を制御していることがわかり、また、それぞれの現象について、CLE9/10の受容体も見出した。論文作成は急がなくてはならない。
これまでの研究で見出された、師部細胞、内鞘細胞、根冠細胞へと分化させる能力をもつ転写因子について、CRISPR/Cas9法を取り入れた多重突然変異体の作成をさらに進めるとともに、得られている多重突然変異体については、定量的計測を入念に行い、表現型の確認をする。gDBによる転写因子結合配列の決定に関しては、転写因子によっては結合配列が非常に多く検出されたので、特異性の検討を行う。論文は至急作成する。
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