|
側根形成を細胞の脱分化から再分化への変換を捉えるモデルとして、極長鎖脂肪酸(VLCFA)をシグナル分子として利用する新たな細胞分化の分子メカニズムの存在を明らかにすることを本研究の目的とする。本研究の開始前までに、VLCFAが時計遺伝子の発現に影響を与えること、時計遺伝子以外の遺伝子群(以下、選抜遺伝子とする)を見出している。この研究目的を達成するためにVLCFAシグナルを1)入力、2)伝達、3)出力の３段階にわけ、それぞれの段階をイメージング、分子遺伝学、遺伝子発現解析を中心に行い明らかにする。
1)の入力に関わるLipid Transfer Protein (LTP)のVLCFAへの結合特性を決定した。また、LTP変異株を用いた詳細な側根発達表現系解析を行い、LTPが側根発達後期に関わることを見出した。2)の伝達ではVLCFA量が低下した変異体を用いたRNAseq発現解析を行い、これまで進めていた時計変異株とは異なるVLCFAの量の変化に応答する転写因子を同定した。この転写因子をVRTF1と名付け詳細な解析を進めた。その結果、VRTF1の発現は脂肪酸の炭素鎖長特異的に応答することを見出した。3)の出力では時計遺伝子変異株や選抜遺伝子の遺伝子破壊株を用いた側根発達に関わる表現型の解析、それらのプロモーターレポーターラインの側根発達段階でのイメージング解析を進めた。特にVRTF1が側根発達の後期に関わり、側根原基そのものではなく、側根原基上部の主根細胞で細胞壁リモデリング遺伝子の発現調節を行うことを明らかにした。また、研究分担者とともにGC/MSによるVLCFAの量の変化や分子種の変化の解析を進め、LTPはVLCFA量に影響を与えないことがわかり、VLCFAシグナルの入力時に関わる因子はVLCFAの受容や輸送が重要であることがわかった。
|
