先端成長から迫る受精卵の極性化機構の解明

阐明受精卵从尖端生长开始的极化机制

基本信息

批准号：
22K15135
负责人：
松本光梨
金额：
$ 3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

受精卵は、極性化とその後の非対称分裂を経て、上下に二つの娘細胞を作り出す。上側にある細胞は、幹細胞であり、将来、葉や根といった器官を作り出す。一方、下側の細胞は母組織からの栄養供給を担う。娘細胞の違いを生み出す受精卵の非対称分裂は、植物の形作りの原点といえるが、その過程をリアルタイムで追跡することは難しく、細胞内の動態は長らく不明であった。代表者らは、近年確立されたシロイヌナズナ受精卵の高精細ライブイメージング技術を用いた解析から、受精を契機として、受精卵は上側へと細胞伸長すること、また細胞伸長とともに核やオルガネラが極性移動することを見出した（Kimata et al, 2016; Matsumoto et al, 2021）。このことから、受精卵では細胞伸長と連動した極性化機構が存在し、それが非対称分裂および娘細胞の形状や性質の違いの確立に重要であると考えた。そこで代表者は、まず受精卵伸長の仕組みを明らかにすることにした。従来のライブイメージング技術と、新たに開発された画像解析技術を組み合わせた定量的解析により、受精卵が先端成長という、特殊な伸長様式をとることを示した。次に、他の先端成長する細胞との類似点や相違点を明らかにするため、様々なマーカーや阻害剤を駆使したライブイメージングを行った。例えば、花粉管や根毛といった先端成長細胞は、伸長時に先端から発振されるカルシウム（Ca）振動が伸長と密接に連動する。代表者は、受精卵の伸長時においても、Ca振動が先端（上部）から発振し、伸長に重要な役割を果たすことを明らかにしたが、他の先端成長細胞で見られるような伸長の速度変化との明確な連動は見られなかった。現在、この違いの原因に迫るため、受精卵における先端成長の駆動力の解明を進めている。

受精卵经历极化和随后的不对称分裂，产生两个子细胞，一个在另一个之上。最上面的细胞是干细胞，将来会产生叶子、根等器官。另一方面，下层细胞负责从母体组织提供营养。受精卵的不对称分裂，产生不同的子细胞，可以说是植物形成的起源，但很难实时跟踪这一过程，细胞内的动态长期以来仍不清楚。根据最近建立的拟南芥受精卵高清实时成像技术的分析，代表们发现受精是受精卵细胞向上伸长的触发因素，随着细胞的伸长，细胞核和细胞器发生极地迁移。 Kimata 等人，2016；Matsumoto 等人，2021）。这使我们相信受精卵中存在与细胞伸长相关的极化机制，这对于不对称分裂以及子细胞形状和特性差异的建立非常重要。因此，代表们决定首先弄清楚受精卵伸长的机制。通过结合传统的实时成像技术和新开发的图像分析技术进行定量分析，我们发现受精卵采用一种称为尖端生长的特殊伸长模式。接下来，我们使用各种标记物和抑制剂进行实时成像，以阐明与其他尖端生长细胞的异同。例如，在花粉管和根毛等尖端生长细胞中，从尖端振荡的钙（Ca）振荡与伸长密切相关。该代表透露，即使在受精卵伸长过程中，Ca振荡也从尖端（上部）振荡并在伸长中发挥重要作用，但伸长速度与在其他尖端生长细胞中看到的相似，没有明显的相关性。观察到变化。目前，为了调查这种差异的原因，我们正在阐明受精卵尖端生长的驱动力。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ライブイメージング解析から迫る、シロイヌナズナ受精卵の極性的な伸長機構

实时成像分析揭示拟南芥受精卵的极伸长机制

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
松本光梨;中川朔未;檜垣匠;津川暁;石本志高;野々山朋信;康子辰;植田美那子
通讯作者：
植田美那子

ライブイメージング技術と顕微操作の統合により迫る細胞内ダイナミクス

通过集成实时成像技术和显微操作来研究细胞内动力学

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
松本光梨;中川朔未;檜垣匠;津川暁;石本志高;野々山朋信;康子辰;田中美虹;植田美那子
通讯作者：
植田美那子

Elucidation of elongationmechanism of Arabidopsis zygoteusing image analysis methods basedon live-cell imaging

利用基于活细胞成像的图像分析方法阐明拟南芥合子的伸长机制

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hikari Matsumoto;Zichen Kang;Tomonobu Nonoyama;Sakumi Nakagawa;Yukitaka Ishimoto;Satoru Tsugawa;Minako Ueda
通讯作者：
Minako Ueda