研究課題
多くの植物は、交配／受精による有性生殖の他に、種子や胚を経由せず、栄養器官から次世代の個体を直接発生する栄養繁殖という繁殖様式を有する。しかしながら分子遺伝学が可能な栄養繁殖のモデル植物がなく、その分子機構は解明されていない。本研究では、単純な発生制御メカニズムをもち、栄養繁殖の仕組みを有する基部植物ゼニゴケをモデルとし、栄養繁殖の分子メカニズムを明らかにする。特にゼニゴケにおける栄養繁殖の「場」である杯状体の形成に必須なR2R3-MYB型転写因子GCAM1と、杯状体底部での無性芽始原細胞の形成に関わるKARに着目して解析をすすめる。本年度は、前年度に確立したGCAM1-GR（GCAM1のC末端側にグルココルチコイド受容ドメインを融合したキメラタンパク質）を発現する形質転換体を用いて、任意のタイミングでGCAM1機能を誘導・誘導停止を行い、その機能について詳細な解析を行った。その結果、GCAM1は、頂端領域の未分化な細胞状態を維持し未分化領域を増殖させる機能を持つことが示唆された。現在、この機能誘導系を用いたトランスクリプトーム解析を行っている。また、無性芽始原細胞形成に必須の機能をもつKARAPPO/RopGEF遺伝子について、さらに機能解析を進めた。KARのRopGEFとしての活性を生化学的に検証するとともに、論文化に向けて各種変異体の相補検定を行い、完了した。現在KARによって活性化され無性芽始原細胞の形成に機能すると考えられるRopと、その関連因子についても発現組織や、機能解析を進めている。
2: おおむね順調に進展している
栄養繁殖器官発生の「場」の形成を制御するGCAM1については、現在、下流の遺伝子制御ネットワークの解明に向けて、種々の解析をすすめるとともにChIP解析の準備を進めているところである。またGCAM1上流または相互作用して機能していると考えられる別のグループのR2R3-MYB型転写因子GCAM2を同定した。KARAPPOについては、酵母の系の立ち上げが順調に進んでいる。またRopシグナル伝達系遺伝子についても洗い出しが完了しており、機能解析を進めている。in situハイブリダイゼーションについては、プロトコールを整備した。
GCAM1下流の制御機構解明に向けて、現在行っているトランスクリプトームのデータ解析に重点を置いてすすめる。またGCAM1のChIP解析を行うため、GFPタグのノックイン株の作成をすすめる。KARについては、杯状体底部特異的プロモーターを用いて、限定された場でRopシグナリングの機能解析をおこなう系を整備する。GCAM1およびKARについて、現時点のところまでを論文にまとめる。
すべて 2017 2016 その他
すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件) 備考 (1件)
Biosci. Biotechnol. Biochem.
巻: 81 ページ: 73-80
http://dx.doi.org/10.1080/09168451.2016.1224641
Current Biology
巻: 26 ページ: 1775-1781
http://doi.org/10.1016/j.cub.2016.05.013
New Phytologist
巻: 221 ページ: 569-583
10.1111/nph.13922
Plant Cell
巻: 28 ページ: 1406-1421
doi/10.1105/tpc.15.01063
http://www.research.kobe-u.ac.jp/fsci-ishizaki/publication.html
