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植物は高い再生能力を持っており、体細胞から多能性を持ったカルス細胞を形成し個体を再構築できる。植物の器官再生メカニズムに関して分子遺伝学的な知見は蓄積してきたものの、「細胞が多能性を持つとはどういうことなのか」「多能性細胞はどうやって複数の細胞種を生み出すのか」といった根本的な問いは未解明のままである。本研究では、1細胞RNA-seq (scRNA-seq) 解析を用いて上記の問いを明らかにすることを目指す。今年度は、シングルセルRNA-seq 解析で得られたデータに基づき、細胞種特異的に発現する遺伝子の同定と発現部位の解析を進めた。その結果、一見して無秩序に見える細胞集団のなかにも、特徴的な遺伝子発現と形態を有する細胞種があることが明らかになりつつある。また、野生型と突然変異体の比較も進めており、細胞種の変化が起こっていることも見えてきた。
また、予想外の結果から多能性細胞の性質を理解するための手がかりが得られている。私がかねてより着目して研究してきた転写因子は、表現型解析に基づき多能性細胞がその後辿る分化運命を決定するプロセスに関わる因子だと当初は想定していたが、解析を進めるにつれて多能性の獲得に おいても重要な役割を果たすことがわかった。今後、さらに機能解析を進めることによって、多能性の制御メカニズム解明につながることが大いに期待できる。
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