Mechanisms of maintenance and regeneration of pluripotent stem cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality
• Project/Area Number: 17H06477
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: Umeda Masaaki 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80221810)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 蓑田 亜希子 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, チームリーダー (40721569) ; 坪内 知美 基礎生物学研究所, 幹細胞生物学研究室, 准教授 (70754505)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2022-03-31
• Keywords: 多能性幹細胞 / DNA損傷 / ゲノム恒常性 / クロマチン / ES細胞

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to elucidate the molecular mechanisms of stem cell maintenance. First, we identified the mechanism of G2 arrest in response to DNA damage in Arabidopsis roots. We also elucidated the mechanism by which phytohormones regulate genome stability and stem cell regeneration. Furthermore, we revealed that in mammalian ES cells, a number of replication machinery that slowly synthesizes DNA is located on the genome.

Free Research Field

植物分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、DNA損傷に応答した細胞周期停止に新規なシグナル伝達経路が関与することが明らかになった。また、植物ホルモンが、DNA損傷により誘導される幹細胞特異的な細胞死を制御していることが示され、その後の幹細胞再生にもホルモンシグナリングの活性化が関与している可能性が示唆された。さらに、哺乳類ES細胞において、多能性・細胞周期進行・DNA複製の協調的制御の一端が明らかとなり、幹細胞の維持機構の理解につながった。