シロイヌナズナ新規細胞分化誘導法を用いた細胞運命選択の定量的解析

使用新型拟南芥细胞分化诱导方法定量分析细胞命运选择

• 批准号: 26891005
• 负责人: 近藤 侑貴
• 金额: $ 0.92万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-08-29 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26891005/
• 关键词: 細胞分化; 幹細胞; 維管束; 発生

本課題で使用している新規細胞分化誘導法に関して、マイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析をおこない、分化誘導時の細胞運命変化の過程を明らかにすることができた。興味深いことに、光合成をおこなう葉肉細胞が、維管束の幹細胞へと細胞運命を変え、最終的に木部道管細胞へと分化していく様子が遺伝子レベルで明らかとなった。またこれらの分化誘導システムに対し、変異体や細胞マーカー等を導入できることに成功した。これらの研究結果は、Molecular Plant 誌 (Kondo et al., 2015)に受理された。また、この分化誘導システムに対して、細胞運命を定量化するためのルシフェラーゼレポーターを導入することに成功し、分化誘導過程において、pIRX3-ELUC (木部特異的プロモーター)のルシフェラーゼ発光が約１００倍程度誘導されること、またそれが実際の木部分化率と相関があることを見出し、木部分化運命を簡易に定量できる方法を確立できた。この方法を木部特異的プロモーターだけではなく、幹細胞特異的プロモーター、篩部特異的プロモーターに対して応用することを考え、これらのプロモーターに対してルシフェラーゼレポーターを融合させたコンストラクトを植物体に対して導入した。これらの成果は、今後、細胞運命を定量・可視化するための強力なツールとなることが期待され、計画当初の期待通りに研究が進展したと考えている。

关于该主题中使用的新细胞分化诱导方法，进行了使用微阵列的全面基因表达分析，以阐明分化诱导过程中细胞命运变化的过程。有趣的是，在遗传水平上揭示了光合叶肉细胞将其细胞命运转化为血管束的干细胞，并最终区分为木质部导管细胞。此外，它成功地将突变体，细胞标记物等引入这些分化诱导系统。这些发现在《分子植物》杂志上被接受（Kondo等，2015）。此外，我们已经成功地引入了一个荧光素酶报告基因来量化这种分化诱导系统的细胞命运，并发现PIRX3-ELUC（XEL特异性启动子）的荧光素酶发光在分化诱导过程中大约100次，并且在量化的量子率很容易的情况下，我们可以很容易地建立了该图的实际量化率。考虑到该方法不仅可以应用于木质部特异性启动子，还可以应用于干细胞特异性启动子和韧皮部特异性启动子，将荧光素酶报告基融合到这些启动子中的结构中，将其引入植物中。预计这些结果将成为将来量化和可视化细胞命运的强大工具，我们认为研究在计划开始时的预期进行了预期。

项目成果

A Novel System for Xylem Cell Differentiation in Arabidopsis thaliana

• DOI: 10.1016/j.molp.2014.10.008
• 发表时间: 2015-04-06
• 期刊: MOLECULAR PLANT
• 影响因子: 27.5
• 作者: Kondo, Yuki;Fujita, Takashi;Fukuda, Hiroo
• 通讯作者: Fukuda, Hiroo

A signal transduction pathway that regulates cell differentiation in the vascular meristem

调节维管分生组织细胞分化的信号转导途径

• 发表时间: 2015
• 作者: Yuki Kondo;Hiroo Fukuda
• 通讯作者: Hiroo Fukuda