シロイヌナズナにおける篩部の発生運命決定機構の解析

拟南芥韧皮部发育命运决定机制分析

• 批准号: 16J03909
• 负责人: NURANI ALIF MEEM
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J03909/
• 关键词: 分化誘導系; 篩部細胞; 木部細胞; 維管束幹細胞; マイクロアレイ; 発光イメージングシステム; 二光子顕微鏡; レポーター遺伝子; タイムラプスイメージング; 運命決定; トラッキング; 篩部分化誘導系; 転写因子; 篩部関連因子; プロモーターGFP; SRDXリプレッサードメイン; 分化誘導系; 篩部細胞; 木部細胞; 維管束幹細胞; マイクロアレイ; 発光イメージングシステム; 二光子顕微鏡; レポーター遺伝子; タイムラプスイメージング; 運命決定; トラッキング; 篩部分化誘導系; 転写因子; 篩部関連因子; プロモーターGFP; SRDXリプレッサードメイン

背景：本研究では植物幹細胞の一つである維管束幹細胞に着目し、維管束幹細胞から木部細胞と篩部細胞への分化の過程に焦点を当てた。中でも、知見の少ない篩部分化について主に検討し、維管束幹細胞のふるまいについて考察した。方法：シロイヌナズナの葉を用いた篩部細胞の分化誘導系（Kondo et al., 2016)。この誘導系では木部細胞と篩部細胞が同時に葉肉細胞から維管束幹細胞を介して形成される。結果：①篩部分化におけるマスタ転写因子APLの解析：APL遺伝子の変異体を分化誘導系に用いて誘導前と誘導後のマイクロアレイを行い、WT と比較することにより、APLの制御を受けない、新な早期篩部関連遺伝子NAC020の同定に成功した。この遺伝子の過剰発現体においてAPLの発現が一部阻害されることを明らかにし、分化運命決定段階で作用していると考察した。(Kondo et al., 2016)②分化誘導系における維管束形成パターン解析：木部細胞を強く染色する化合物BF-170と篩部のマーカーを用いて子葉の三次元構造を観察した。その結果、子葉の向軸側に木部、背軸側に篩部がたくさん形成されることを初めて見つけた。これは葉の葉脈のパターンと一致しており、子葉の極性が維管束形成に関与しているのではないかと推測した。そこで、葉の背軸側に発現するYAB3因子の変異体を用いて解析した結果、背軸側にも木部がたくさん形成されることを発見した。また、胚軸の二次成長においても、YAB3は篩部分化を促進し、木部分化を抑制していることを見出した。（Nurani et al., 2020）今後の展望：　葉の極性がどのように維管束のパターン形成に関わるかを調べるために、葉の向軸側のと背軸側をレーザーキャプチャーマイクロダイセクションにより分離し、トランスクリプトーム解析を行った。今後はその詳細についてを解析する必要がある。

背景：这项研究的重点是血管干细胞，其中一种植物干细胞，并集中在从血管干细胞到木质部细胞和韧皮部细胞的分化过程上。其中，我们主要检查了筛分的筛分，该筛分很少知识，并讨论了血管干细胞的行为。方法：使用拟南芥叶片诱导韧皮部细胞的分化系统（Kondo等，2016）。在此诱导剂系统中，木质部细胞和韧皮部细胞通过血管干细胞同时由叶肉细胞形成。结果：1）分析筛分分析过程中主转录因子APL：通过在诱导系统中使用APL基因中的突变体进行诱导前后进行微阵列，并将其与WT进行比较，我们成功地鉴定了一种不受APL控制的新的与Phloem相关基因NAC020。我们已经揭示了该基因过表达的APL表达部分抑制，并认为它在确定分化命运的阶段起作用。 （Kondo等，2016）②分析诱导系统中血管束的形成模式的分析：使用化合物BF-170观察到子叶的三维结构，该化合物BF-170强烈染色的木质部细胞和韧皮部的标记物。结果，首次发现在子叶的依次侧形成许多木质部部分，韧皮部部分是在依次的一侧形成的。这与叶静脉的模式相吻合，我们推测子叶极性可能与血管束的形成有关。因此，使用在叶片的吸收侧表达的Yab3因子的突变体进行了分析，并发现在吸收侧也形成了许多木质部部分。还发现YAB3促进筛分分开，并抑制在下胚轴的继发生长中分开的木材。 （Nurani等，2020）未来的前景：为了研究叶片极性如何参与血管束模式的形成，通过激光捕获的微分解和转录组分析，将叶子的近距离和腹侧分离。将来，我们将需要分析细节。