研究課題
基盤研究(B)
ニンジン、シロイヌナズナ、カラマツ等を用い、体細胞不定胚の誘導・形成を制御する因子の解析を進め、アブシジン酸が重要な因子であることが明らかになるとともに、不定胚および種子胚の発生を特異的に阻害あるいは促進する複数因子を単離・同定することができた。さらに、このような実験系を用い、胚発生特異的転写因子を分子マーカーとして解析を進め、体細胞が不定胚形成能力を獲得する過程では細胞分裂は必須ではないこと、胚の形態分化と機能分化や胚特異的遺伝子発現は必ずしもカップルしないこと等を明らかにした。また、胚特異的転写制御因子(C-ABI3/ABI3)の上流因子の探索を進め、胚特異的発現を決定するプロモーターシス配列ならびにそこに結合するAP2/EREBPファミリー因子を同定した。しかし、この因子を過剰発現させただけでは体細胞で不定胚を誘導できなかった。そこで、ニンジン不定胚形成能誘導時(分化全能性発現時)に発現してくる遺伝子群を網羅的に解析した。その中に、ヒストン修飾やDNAメチル化等を介して多数の遺伝子群の発現を制御することで成長相転換を制御する因子(クロマチンリモデリング因子)が見いだされたことから、胚発生や不定胚形成とクロマチンリモデリングの関係を、シロイヌナズナを用いて解析した。その結果、ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)やPolycomb因子等の数種クロマチンリモデリング因子では、その発現抑制により、発芽後の幼植物体の成長が停止し、子葉、第一葉、根等から、不定胚が形成されることを見いだした。このことは、不定胚形成(分化全能性発現)は、成長相転換の一種として捉えることができ、不定胚形成能の誘導はクロマチンリモデリング因子を介して胚発生プログラムへと切り替えることであると同時に、種子発芽時には、クロマチンリモデリング因子を介して胚発生プログラムがグローバルに抑制されることが必須であることを示している。
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