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植物発生進化のグランドプランとしての細胞分裂軸制御機構の解明と進化

细胞分裂轴控制机制的阐明和进化作为植物发育和进化的宏伟计划

基本信息

批准号：
16H02520
负责人：
長谷部光泰
金额：
$ 28.2万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-01 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、ヒメツリガネゴケを用いて転写因子と微小管制御因子をつなぐ細胞分裂軸制御機構の解明を行い、シロイヌナズナと比較することで、陸上植物発生進化のグランドプランとしての細胞分裂軸制御機構を解明し、その進化を推定することを目的とした。具体的には陸上植物における細胞分裂軸制御機構を明らかにし、その進化過程を推定するために、垂層分裂から並層分裂への転換に必須なヒメツリガネゴケGRAS転写因子と微小管関連因子を結ぶ分子機構をGRAS転写因子ターゲット解析から解明を目指した。本研究期間中にGRAS転写因子ターゲットを探索するための少量RNAを用いたRNA-seq法の開発を行った。その結果、複数の候補遺伝子が得られたのでヒメツリガネゴケにおけるタンパク質局在解析を行うためのコンストラクト作りを行った。また、効率的に遺伝子解析を行うためにヒメツリガネゴケにおけるCRISPR/Cas9システムを用いた遺伝子破壊法を改良し、多数の遺伝子に関して、従来の相同組換え法を超える効率が得られた。さらに、in vitro胚での細胞分裂様式、微小管配向変化を解析するための共焦点顕微鏡などを用いたタイムラプス観察系を整備し、並層分裂時の細胞動態、微小管動態の観察に成功した。そして、細胞分裂軸制御に植物ホルモンオーキシンが関連する可能性があることから、ヒメツリガネゴケにおけるオーキシン検出に適したレポーター系の作出、オーキシン関連因子の発現解析、局在解析ができるような形質転換ラインの作成を行った。

The purpose of this study is to clarify and estimate the evolution of cell division axis control mechanism in terrestrial plant evolution by comparing the effects of microregulatory factors on cell division axis control mechanism in terrestrial plant evolution. Specific terrestrial plant cell division axis control mechanism is clearly identified, and the evolution process is estimated. The GRAS writing factor and microtube-related factor are analyzed. During this study, GRAS gene expression was explored and a small amount of RNA was used to develop RNA-seq. The result of the analysis is that the number of candidates is increased. The CRISPR/Cas9 system was improved by using the method of the middle part of the gene analysis. Most of the gene analysis was performed by using the same method of the middle part of the gene analysis. The observation of cell dynamics and microtubule dynamics during cell division by confocal microscope was successful. For example, the possibility of cell division axis control plant is different, and the possibility of cell division axis control plant is different.