CRE/Loxシステムを用いたキメラ解析による葉器官サイズ制御機構の解明

使用 CRE/Lox 系统通过嵌合体分析阐明叶器官大小控制机制

基本信息

批准号：
09J07214
负责人：
川出健介
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

葉の発生過程において、細胞増殖がある閾値以下に欠損した場合、その後の細胞肥大が異常に昂進する補償作用という現象が知られている。本研究課題ではこれまで、Cre/lox系により、ANGUSTIFOLIA3(AN3)遺伝子をキメラ状に発現する葉を人工的に誘導できる実験系を構築してきた。そして、キメラ葉の解析から、補償作用が細胞間シグナリングを介して進行することを明らかにしてきた。そこで本年度は、この未知なる細胞間シグナリングの性質を明らかにするために、さらに詳細なキメラ解析を行った。まずは、an3遺伝的背景でセクター状にAN3の発現する野生型の細胞が存在するキメラ葉を用いて、この細胞間シグナリングの影響する範囲を検討した。その結果、この細胞間シグナリングの影響は、およそ20細胞以上も伝播する非常に広範囲に及ぶものであることが明らかになった。ところが、中肋を境としてan3と野生型の細胞が分かれるキメラ葉を解析した結果、an3の細胞は補償作用を起こしているにも関わらず、野生型の細胞は補償作用を起こしていなかった。この結果は、an3変異により誘導される細胞間シグナリングは、中肋構造を超えて影響を及ぼさないこと示している。このように、葉身の半分をひとつのユニットとして機能する細胞間シグナリングはこれまでに知られていないことから、多細胞レベルで進行する葉の発生メカニズムを理解するうえで、新規の手がかりになると期待される。

在叶子发育过程中，已知当细胞增殖丧失到某个阈值以下时，会出现一种称为补偿作用的现象，其中随后的细胞肥大异常加速。在这个研究项目中，我们构建了一个实验系统，可以使用Cre/lox系统以嵌合方式人工诱导表达ANGUSTIFOLIA3（AN3）基因的叶子。对嵌合叶的分析表明，补偿作用是通过细胞间信号传导进行的。因此，今年，我们进行了更详细的嵌合体分析，以阐明这种未知的细胞间信号传导的本质。首先，我们使用嵌合叶研究了这种细胞间信号传导的影响范围，其中野生型 AN3 表达细胞存在于 an3 遗传背景的扇区中。结果表明，这种细胞间信号传导的影响极其广泛，延伸到大约 20 个细胞。然而，对嵌合叶（其中 an3 和野生型细胞被中脉分开）的分析表明，虽然 an3 细胞产生补偿，但野生型细胞却没有。这一结果表明，an3 突变诱导的细胞间信号传导不会对中脉结构产生影响。通过这种方式，允许一半叶片作为单个单元发挥功能的细胞间信号传导以前是未知的，这可以为理解在多细胞水平上进展的叶片发育机制提供新的线索。