2019 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, 環境資源科学研究センター, 上級技師 (10360596)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | メリステム / TAWAWA1 / APO1 / ゼニゴケ / ヒメツリガネゴケ / イネ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
成長ステージが進行するとメリステムの性質は無限に枝を作る段階(無限成長ステージ)から花芽(有限成長ステージ)に転換する。この転換のタイミングは、花序の形態や種子数を決定する。本研究では、無限成長性から有限成長性へとメリステムの性質が切替わるタイミングを決定するメカニズムについて、幹細胞の多能性の維持という観点から理解を深めることを目的とする。今年度の成果を以下に示す。
・TAWAWA1(TAW1)は、イネ花序メリステムの幹細胞を、多能性をもつ無限成長ステージにとどめる。ゼニゴケでは、TAW1は副鱗片原基で発現し、TAW1の機能を失うと副鱗片が過剰に成長し、さらに幹細胞が維持されなくなることを見出した。したがって、TAW1 は細胞自律的に器官の分化運命を制御し、細胞日自律的に幹細胞の多能性の維持に関わると考えた。この研究成果を論文として発表した。
・ヒメツリガネゴケでは、4つのTAWAWA1オーソログ(PpTAW1)を破壊すると茎葉体の幹細胞の機能が損なわれる。マーカーを用いた解析により、PpTAW1は頂端幹細胞では発現が抑制され、幹細胞の不等分裂から生じる細胞で発現が開始することを見出した。4つの遺伝子の機能をノックアウトした4重変異体を作出した。
・イネ花序形成においてメリステム細胞の多能性を維持するAPO1、APO2の下流因子の解析を進めた。特に、APO1/2 の機能に関与すると考えられる4遺伝子を特定した。
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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
研究目的の達成に向けて、予定通りに研究を進捗させることができ、さらに、研究の発展につながる知見や材料を得ることができたから。
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| Strategy for Future Research Activity |
・ヒメツリガネゴケ頂端の細胞群の遺伝子発現を網羅的に解析し、PpTAW1が頂端幹細胞の非対称分裂、頂端幹細胞の維持における機能を解析する。また、ヒメツリガネゴケメリステムのトランスクリプトーム解析から、幹細胞とは何かという当初の問題の解明を目指す。
・イネ花序形成においてメリステム細胞の多能性を維持するABERRANT PANICLE ORGANIZATION1/2 (APO1/2)の下流因子およびTAWAWA1の下流因子の働きを調べ、花序メリステムの未分化性を解明することを目指す。
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