2017 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality |
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| Project/Area Number |
17H06475
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
経塚 淳子 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90273838)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
豊岡 公徳 国立研究開発法人理化学研究所, その他, 研究員 (10360596)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 花序幹細胞 / イネ / 無限成長性 / 有限成長性 / APO1、APO2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、イネの花序（穂）を使って、幹細胞の性質の切替えメカニズムを解析する。イネ花序は枝分かれしており、それぞれの枝では、幹細胞が花幹細胞に切替わるまでは枝分かれが続き、花幹細胞に切替わると花になる。したがって、花幹細胞に切替るタイミングが枝分かれの程度を決め、花がつくパターン、ひいては実（コメ）の数を決定する。
イネでは、ABERRANT PANICLE 1 (APO1)とAPO2の活性に依存して花序の枝分かれが増える。したがって、APO1、APO2は幹細胞の多能性を維持し、幹細胞の性質が花幹細胞へと切替わるのを抑制する遺伝子である。また、APO1/APO2はメリステム（茎の先端にある分裂組織）における細胞増殖を促進する作用をもつ。これらのことから、幹細胞の増殖性と多能性は関連しており、増殖性が閾値以上ならば多能性が維持され、増殖性が閾値以下になると花幹細胞への切替えが決定されるのではないかと考えられる。本研究では幹細胞の増殖性と多能性維持のクロストークを解析する。
このために、APO1/APO2複合体の直接標的遺伝子を単離し、幹細胞増殖との関連を調べる。また、1細胞解析によりイネメリステムを構成する細胞群をグループ分けし、メリステムの大きさ制御における各細胞群の関りを明らかにする。
本年度は、APO1/APO2のCHIP解析を行うために、APO1：GFPを導入した系統を作成した。また、1細胞解析に用いるためには、花序形成開始直後の均一なステージのメリステムを大量にサンプルする必要がある。本年度は、均一なサンプルを得るための育成方法を確立し、また、1細胞単離の条件を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定している解析を行うための系統を取得し、必要な条件検討や予備実験を終了することができた。また、1細胞解析を担当する理研チームとの連携を強化することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
APO1/APO2標的の同定
Chip-seq解析を行い、APO1/APO2複合体が結合するゲノム配列を網羅的に単離する。同時に、で幹細胞集団のサイズの違いが明瞭となる花序形成初期のメリステムにおいて、RNAseq解析を行い、野生型と変異体の遺伝子発現を比較する。これらの結果を総合し、APO1/APO2の標的を決定する。APO1/APO2が標的を制御する機構を明らかにする。
1細胞解析
まずは野生型を用いて、メリステムにおける細胞群をグループ分けする。それらの存在部位をinsitu ハイブリダイゼーションにより決定し、アトラスを作成する。幹細胞群の細胞増殖とグルーピングの関連を分析する。さらに、APO1/APO2がグループごとの細胞増殖にどのように関与するかを分析する。
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