Research for novel regulation mechanism of plant stem cell maintenance, focusing on interaction between stem cell and differentiating cell in moss meristem

植物干细胞维持的新型调控机制研究，重点关注苔藓分生组织中干细胞与分化细胞的相互作用

• 批准号: 20J20812
• 负责人: 秦 有輝
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J20812/
• 关键词: 植物幹細胞; ヒメツリガネゴケ; 発生進化; メリステム; 非対称分裂; １細胞解析

本年度もヒメツリガネゴケの茎葉体メリステムにおけるsingle-nuclei RNAseqならびにALOG転写因子PpTAWsの機能解析を並行して行った。singl-nuclei RNAseqでは前年度までに検討した条件をもとに10x Chromiumを用いて実験を実施し、良好な結果を得た。クラスタリングおよび擬似時間解析により、原糸体から頂端細胞が形成され葉原基、茎へと分化していく細胞核集団の同定に成功した。これにより頂端細胞特異的に発現する遺伝子のリストを得た。これらの中には、頂端細胞特異的にサイトカイニンシグナルが高まっていることを示唆するものが含まれていた。マーカー遺伝子を用いた解析から、頂端細胞特異的なサイトカイニンシグナルの局在を支持する結果も得られてきている。PpTAWの機能解析については、PpTAW2の局在とサイトカイニンとの関係性についてより詳しい解析を行った。昨年度行ったRNAseq解析の結果からはPpTAW2がサイトカイニン応答性因子の発現を抑制し、幹細胞的性質を抑えることがわかったが、逆にサイトカイニンを添加するとPpTAW2の局在が抑制されることもわかった。このことから、PpTAWの局在とサイトカイニン応答は相互抑制する関係にあることが明らかになった。従って頂端細胞ではサイトカイニンシグナルが、分化細胞ではPpTAW2が働き、頂端細胞と分化細胞の非対称性の確立に寄与しているものと考えられる。現在本年度までに得られている結果をまとめた論文を投稿準備中である。

This year, the function analysis of ALOG gene PpTAWs was carried out in parallel. singl-nuclei RNAseq was successfully implemented with 10x Chromium in the previous year. The differentiation of leaf primordia and stem cell nuclei was successfully determined by the analysis of pseudo-time. This is the first time that a cell has been identified. The middle and top cells of the cell are very different. The results of the analysis and analysis of apical cell-specific DNA sequences are presented in this paper. PpTAW's function analysis, PpTAW2 's relationship analysis The results of RNAseq analysis in the past year showed that the expression of PpTAW2 gene was inhibited, and the properties of stem cells were inhibited. The relationship between the two sides of the Taiwan Strait is mutually exclusive. Apical cells, differentiated cells, PpTAW2, apical cells, differentiated cells, asymmetric cells, This year's results are in preparation for submission.

项目成果

ALOG転写因子TAWAWA1はヒメツリガネゴケの細胞分化を促進する

ALOG转录因子TAWAWA1促进苔藓植物立碗藓细胞分化

• 发表时间: 2021
• 作者: 秦有輝;楢本悟史;日渡祐二;経塚淳子
• 通讯作者: 経塚淳子

TAWAWA1 promotes cell differentiation outside the stem cell in the shoot apical meristem of Physcomitrium patens

TAWAWA1促进小立碗藓茎尖分生组织干细胞外的细胞分化

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuki Hata;Satoshi Naramoto;Yuji Hiwatashi;Junko Kyozuka
• 通讯作者: Junko Kyozuka

ヒメツリガネゴケ TAW1 は非幹細胞で発現し、微小管及び細胞壁関連因子を誘導 する

立碗藻 TAW1 在非干细胞中表达并诱导微管和细胞壁相关因子

• 发表时间: 2022
• 作者: 秦有輝;楢本悟史;日渡祐二;経塚淳子
• 通讯作者: 経塚淳子

TAWAWA1, a meristem regulator in angiosperms, acts for cell differentiation in Physcomitrella patens

TAWAWA1 是被子植物中的分生组织调节因子，在立碗藓 (Physcomitrella patens) 中发挥细胞分化作用

• 发表时间: 2020
• 作者: 秦有輝;楢本悟史;日渡祐二;経塚淳子
• 通讯作者: 経塚淳子

ヒメツリガネゴケの単一核RNA-seqから迫る茎頂メリステムの進化

单核 RNA-seq 揭示苔藓立碗藓 (Physcomitrella) 茎尖分生组织的进化

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuki Hata;Nicola Hetherington;Kai Battenberg;Atsuko Hirota;Akiko Minoda;Makoto Hayashi;and Junko Kyozuka
• 通讯作者: and Junko Kyozuka