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葉は、茎頂メリステムから分化する地上部の器官であり、基部-先端部軸、中央-側方軸、裏-表軸という軸性を持つ。我々は、これまでに、シロイヌナズナのAS1とAS2遺伝子が、これらの軸に沿った形態形成に関わっていることを明らかにしてきた。さらに、我々はAS1とAS2遺伝子の変異体にケミカルジェネティクスを適用して、これらの遺伝子と共に葉の軸性の決定に関わっている新奇な因子の同定を進めている。これまでに、as1とas2変異体にアルカロイド化合物であるベルベリンと9-ヒドロキシカンプトテシンを添加すると、葉の裏側化が著しく亢進することがわかった。(1)ブレオマイシン等のDNA損傷に関わる因子を加えた場合に、カンプトテシンと同様にas1とas2変異体に特異的に、裏-表軸に異常を示した。(2)DNA複製の停止や細胞周期の進行に影響を与える、種々の低分子化合物を加えた時の表現型を調べた。その結果、複数のDNA損傷誘導試薬がAS1、AS2遺伝子が関わる葉の分化に特異的に強い阻害効果を示したことから、これらが関与する葉の発生分化において、DNA損傷応答経路が重要な役割を持つと考えられた。(3)DNA損傷応答反応系の鍵因子であるATMまたはATR遺伝子の機能欠損変異体と、as1またはas2変異体の交配を行い、それぞれの二重変異体を得ることが出来た。また植物体の表現型解析を行い、変異による形態学的変化の観察を行った。その結果、DNA損傷ストレスを与えない通常の栽培条件下では、ATMまたはATR遺伝子のいずれもAS1、AS2遺伝子とは遺伝学的相互作用がないことがわかった。以上の結果から、DNA複製や細胞周期の進行のタイミングが発生分化において重要であると考えられた。このようにケミカルジェネティクスは、関与する因子が多い葉の発生分化の仕組みの解明に有効であることがわかった。
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