公募研究
研究では、非生物ストレスが種々の転写因子を介してどのように幹細胞を新生するのか、特に傷害ストレス応答性転写因子WIND1に着目してその分子メカニズムを明らかにする。WIND1の核内タンパク量を調節する発現誘導系を用いた実験から、発現量を段階的に調節することで胚軸組織片のカルス化のみならず、カルスからの茎葉の再生や根の再生を誘発できることを発見した。これは、組織片からの新規な幹細胞新生が単一の転写因子の発現量によって調節できることを示している。茎葉幹細胞化と根幹細胞化が起きるWIND1発現量の試験区において、植物ホルモノームおよびメタボローム解析を経時的に行った所(領域内共同研究)、再生が起こる試験区のみで起こる植物ホルモンの変化を捉えることができた。同様にWIND1を誘導した試験区のみで有意に蓄積する代謝産物の多くは、これまで再生促進物質として経験的に培養系に添加されているものであった。これはWIND1によるダイナミックな代謝産物の変化が、幹細胞新生に寄与している可能性を示している。他方、葉肉細胞を維管束維管束細胞に分化させる培養系においては、WIND1は維管束幹細胞化を経ずに葉肉細胞を木部細胞に分化させている可能性が示された(領域内共同研究)。傷害部位においても、WIND1の機能抑制型植物体では木部細胞分化のマスター因子の発現が特異的に抑えられていた。引き続き、傷害ストレスによる個々の幹細胞新生 (維管束、茎葉、根)の分子メカニズムを明らかにしていく。
2: おおむね順調に進展している
これまでの研究から、葉肉細胞を維管束細胞に分化させる培養系におけるWIND1の機能や、傷害部位でのWIND1の維管束幹細胞新生における役割が明らかになっている。他の幹細胞新生における役割も徐々に捉えられているため。
カルスの中では、茎葉や根の幹細胞も新生されるが、どのような分子がそれぞれの幹細胞形成を担っているのか、分子機構は未解明である。WIND1やその直接下流因子の働きに着目しつつ、これまで研究代表者が培ってきた独自の実験系にシングルセル解析などを適用して、幹細胞化するカルス細胞の系譜などを経時的に捉えていく。
すべて 2020 2019
すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件)
Plant & Cell Physiology
巻: 61 ページ: 353-369
doi: 10.1093/pcp/pcz202.
Communications Biology
巻: 2 ページ: 404
https://doi.org/10.1038/s42003-019-0646-5
