植物ホルモンによる幹細胞作り分けの分子機構の解明

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これまでの研究成果から、オーキシンとサイトカイニン、2つの植物ホルモンシグナルが転写因子APBを介して統合されることによって、茎葉体幹細胞が形成されるというモデルを提唱した。本研究では、(1)APB遺伝子が制御する茎葉体幹細胞形成因子の同定、(2)オーキシンとサイトカイニンシグナルの統合の分子機構の解明、の二つを大きな目的とした。この目的のため、昨年度作成した発現解析用ライブラリーを用いて超並列シーケンサーSOLIDでの解析を行った。その結果、405個の遺伝子がAPBの下流で正の発現制御を受けており、803個の遺伝子が負の発現制御を受けている事が分かった。また、サイトカイニンの有無によってAPBの下流遺伝子の発現変動が大きく異なるという事が明らかになった。この事から、サイトカイニン存在時のみAPBの下流で発現変動する遺伝子群の中に、茎葉体幹細胞形成因子が存在する事が期待される。また、この発現解析の中で、オーキシン合成遺伝子YUCCAがAPBにより負の発現制御を受けている事が明らかになり、オーキシンとAPB遺伝子の間にネガティブフィードバックが存在する事が示唆された。また、本年度はこれまでの研究成果の一部を投稿論文としてまとめるべく、データの再解析および追加実験を行い、Development誌に投稿した。この論文執筆の過程で、茎葉体幹細胞形成過程を連続観察するための培養法・観察法を新たに確立した。この培養法を用いると、95%以上の頻度で茎葉体幹細胞を誘導する事が可能であり、かつ幹細胞形成過程を連続して観察可能であるため、上記の発現解析で明らかになった、APBの下流遺伝子の機能解析において非常に役立つ事が期待される。