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2017 年度 実施状況報告書

植物表皮細胞の起源を探る

研究課題

研究課題/領域番号 16K07422
研究機関岡山大学

研究代表者

高橋 卓  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (20271710)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードシロイヌナズナ / ゼニゴケ / 表皮細胞 / 転写因子
研究実績の概要

本研究は,植物が1細胞の受精卵から多細胞化していく発生過程で,最外層の細胞群がどのように表皮最外層という位置情報を認識し,表皮細胞としての同一性を確立するのかという課題の解明を目的とする。
シロイヌナズナの表皮細胞分化のマスター転写因子ATML1, PDF2のゼニゴケにおける相同遺伝子MpPDF2については,これまでゲノム編集による変異株の作出を試みてきたが,変異株が得られず,致死になることが予想された。そこで,タンパク質の機能領域のさらにC末端側とmRNAの3’非翻訳領域を標的とした編集のための形質転換株の作出を追加し,選抜により形質転換株の候補が得られつつある。これらの編集による遺伝子欠損の確認,表現型解析を早急に進める予定である。
一方,東京大学(阿部光知准教授)との共同研究において,シロイヌナズナの解析から,最外層という位置情報の伝達経路はマスター転写因子ATML1の転写時の制御というよりも翻訳後のタンパク質活性化/不活性化制御に作用点を持つということ,その制御には特定の脂質種との相互作用が必要であるということが強く示唆される結果を得た。すなわち,最外層という位置情報が最外層特異的な特定の脂質によってマスター転写因子に伝えられた後,マスター転写因子が活性化することで内側の細胞ではなく最外層の細胞群のみが表皮細胞分化を起こすというシナリオが明らかになりつつある。今後は相互作用が予想される脂質種の詳細な解析を行う。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ゼニゴケのゲノム編集株の作出を精力的に進めてきたが,目的の遺伝子欠損株が得られず,機能領域の下流側を標的とした,弱い欠損変異株の作出に方針変更せざるを得なくなったため。

今後の研究の推進方策

ゼニゴケの解析については,MpPDF2タンパク質の機能領域のさらにC末端側とmRNAの3’非翻訳領域を標的とした編集のための形質転換株の作出,選抜により形質転換株が得られつつあり,これらの系統における遺伝子欠損の確認,表現型解析を早急に進める。
シロイヌナズナのATML1遺伝子の表皮限定発現機構の解析については,関与するスフィンゴ脂質の性質を明らかにしていく。

次年度使用額が生じた理由

(理由)
研究の遅延により,当年度最終月に予定していた試薬の補充を行う必要がなくなり,次年度における使用に延期されたため。
(使用計画)
予定していた試薬の補充に用いて,実験を推進する。

備考

なし

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] An evolutionarily conserved NIMA-related kinase directs rhizoid tip growth in the basal land plant Marchantia polymorpha2018

    • 著者名/発表者名
      Otani Kento、Ishizaki Kimitsune、Nishihama Ryuichi、Takatani Shogo、Kohchi Takayuki、Takahashi Taku、Motose Hiroyasu
    • 雑誌名

      Development

      巻: 145 ページ: 154617~154617

    • DOI

      10.1242/dev.154617

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Editorial: Molecular Mechanisms Underlying Polyamine Functions in Plants2017

    • 著者名/発表者名
      Masson Patrick H.、Takahashi Taku、Angelini Riccardo
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 8 ページ: 1~3

    • DOI

      10.3389/fpls.2017.00014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermospermine: An Evolutionarily Ancient but Functionally New Compound in Plants2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Taku
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol.

      巻: 1694 ページ: 51~59

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-7398-9_4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Directional cell expansion requires NIMA-related kinase 6 (NEK6)-mediated cortical microtubule destabilization2017

    • 著者名/発表者名
      Takatani Shogo、Ozawa Shinichiro、Yagi Noriyoshi、Hotta Takashi、Hashimoto Takashi、Takahashi Yuichiro、Takahashi Taku、Motose Hiroyasu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 1~18

    • DOI

      10.1038/s41598-017-08453-5

    • 査読あり
  • [学会発表] ヒトのH+ATPase特異的阻害剤Omeprazoleはシロイヌナズナの根の機械的刺激感受性を高める2018

    • 著者名/発表者名
      岡本崇,能年義輝,高谷彰吾,本瀬宏康,高橋卓
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける特異的脂質による位置情報伝達機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      永田賢司,高橋卓,阿部光知
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] シロイヌナズナ表皮細胞分化における鍵因子の脂質を介した機能制御機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      永田賢司,高橋卓,阿部光知
    • 学会等名
      第30回植物脂質シンポジウム

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公開日: 2018-12-17  

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