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

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。

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。