| 研究課題/領域番号 |
26440151
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
山口 泰華 熊本大学, 自然科学研究科, その他 (90448522)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | シロイヌナズナ / CLE遺伝子 |
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| 研究実績の概要 |
多細胞生物は、細胞間で情報のやりとりを行い、各器官の間での相互作用や発生過程における細胞分化や個体としての統一性を保っている。本研究課題では、シロイヌナズナを実験生物としてその器官形成における分裂組織の活性調節機構を明らかにするために、CLV3ペプチドホルモンなどのシグナル伝達系の作用様式に着目して解析を進めることを計画した。特に12アミノ酸からなるCLEシグナル領域をもつペプチド分子である、CLV遺伝子は、植物の様々な器官形成に幅広く、重要な機能を示す。シロイヌナズナでは、CLV3様のCLEシグナル領域をもつ31種類ものCLE遺伝子群が同定されている。
これまでの研究結果から、植物体の茎頂・根端分裂組織のみならず伸長中の茎部、葉部、根部など様々な領域で複数のCLE遺伝子が発現していることがGUSライン等のレポーター解析によって確認されており、またCLE遺伝子の強制発現体やペプチド分子を過剰に与える(Gain-of-function)解析などから、CLE遺伝子群が複雑に相互作用して、様々な組織の形成を調節することが理解されてきた。しかし、植物での遺伝子発現様式がレポーター解析にとどまっていることや植物での遺伝子機能欠損技術(Loss-of-function)がなかったことから、どのCLE遺伝子がどこで発現しており、どの組織形成に必須であるかなど、分子生物学的、遺伝学的解析がほとんど進んでいないという問題があった。そこで、本課題ではCLV3遺伝子だけではなく、これらCLE遺伝子群の植物器官形成における分子機構を解明するべく、①CRISPRを用いたCLE遺伝子群の網羅的な遺伝子欠損体の作成と表現型の解析、および②根端部におけるCLE遺伝子群のmRNAの発現様式の解析(Whole-mount-In Situ Hybridization, WISH)を計画し、昨年度はその遂行に努めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
現在のところ、本研究室ではCRISPR法によるシロイヌナズナの遺伝子欠損体が効率よく作成できる段階になっており、これまでに31種類すべてのCLE遺伝子群の遺伝子欠損体の選抜作業が完了し、現在はホモ遺伝子欠損体の作成作業に入っている。一方で、CLE遺伝子群の根端部における発現様式について調査を進めていたが、WISH法による検出は非常に困難であったため、RT-PCR法での解析を完了した。その結果から、レポーター解析により根端部で発現しているとされていた幾つかのCLE遺伝子については、実際には発現がほとんど検出されないことが明らかになった。現在のところ、CLE欠損体リソースが完成されつつあり、すでに数多くの研究室より供与の依頼が申請されている。
申請者は平成２７年度、７月～２月まで産・育児休業を取得したため、当初の予定を超えて進展することはなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
申請者は、２月よりすでに研究室に復帰しており、育児と研究活動の両立を行なっている。
今後は、CLE欠損体のリソース作りをさらに勧め、特にホモ遺伝子欠損体の作成を完了する。BASTA抵抗性を用いて欠損体を選別しているので、BASTA抵抗性の配列を除去する作業も完了する。リソース完成に合わせて、ホームページを作成して閲覧可能にし、より多くの研究者に供与し、リソースを利用しやすい環境を整えて行く予定である。
一方で、作成したCLE欠損体が、遺伝子機能解析に十分役立つことを示すために、CLE41/CLE44ダブルホモ欠損体の表現型解析を行なう。そして、リソース作成とCLE41/CLE44遺伝子の植物における機能についての結果をまとめ、投稿論文とホームページで情報発信していく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
申請者は平成２７年度、７月～２月まで産・育児休業を取得したため、８ヶ月のブランクが生じ、そのため、当初の予定を超えて進展することはなかった。申請者は、すでに研究室に復帰しており、育児と研究活動の両立を行なっている。今後は、これまでの成果と合わせてCLE41/CLE44欠損体の解析を勧め、その成果を報告する予定であるが、そのためには、次年度使用できる研究費が必要となった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
CLE欠損体のリソースの完成と、CLE41/CLE44欠損体の表現型解析を行なう予定である。これらの結果をまとめ、投稿論文とホームページで情報発信していく予定である。
植物の遺伝子変異体の維持や、ゲノムの情報解析、CLE41/CLE44欠損体の解析のための標本作製など、やることは多い。さらに、三人の子供の育児をしながら論文執筆に集中するためには、時間と手間がかかる。ディスポーザブルのプラスチック製品やキットを利用し、さらに技術補佐員による補助を受けて、効率よく研究活動を進めていく予定である。
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