細胞間相互作用ネットワークによる維管束形成の制御機構

细胞间相互作用网络控制维管束形成的机制

• 批准号: 10J07543
• 负责人: 近藤 侑貴
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J07543/
• 关键词: 維管束形成; ペプチドホルモン; 植物ホルモン; 細胞分化; クロストーク; シグナル伝達; 幹細胞

植物の肥大成長を支える分裂組織として、形成層が知られている。形成層は、維管束幹細胞を有しており、分化・分裂を繰り返すことで、維管束領域の拡大に貢献している。継続的な肥大成長の実現にあたっては、これら幹細胞が維持され続ける必要があり、そのためには幹細胞の分化・分裂の制御は極めて重要となってくる。維管束幹細胞の維持に関わる因子として、CLEペプチドの一種であるTDIFとその受容体TDRが知られている。TDIF-TDRは幹細胞の自己複製の促進と分化の抑制という二つの異なる生理的な機能をもつことがわかっているが、それらがどのようにして維管束幹細胞の維持に貢献しているのか、その詳しい分子メカニズムはよく分かっていない。そこで、本研究では、TDIF-TDRのシグナル伝達経路に着目をし、幹細胞の維持機構にせまることにした。まずはじめに、Y2Hスクリーニングより、あるキナーゼ群(TDR-Interacting-Kinases》がTDRと特異的に結合することを明らかにした。遺伝学的解析から、TIKがTDIF/TDRのシグナル伝達において、幹細胞の分化の抑制の経路にのみ関与し、自己複製促進の経路には関与しないことが示唆され、TDIFの二つの機能は下流経路に分けられる可能性が考えられた。これまでにTDIF下流の自己複製促進には、WOX4と呼ばれる転写因子が関わることが知られている。そこで、次にTIKとWOX4の遺伝学的解析を明らかにするため、TIKの阻害剤及びwox4変異体を用いて、胚軸の維管束の表現型を解析した。TIK阻害剤処理単独では、木部と節部の間に存在する幹細胞が維持されなくなるtdr表現型が約3割程度でみられるのに対し、wox4変異体背景でTIK阻害剤を処理すると、約8割程度の個体でtdr表現型が観察された。以上の結果から、幹細胞の維持においては、幹細胞自身の増殖の制御と分化の制御の両方が重要であることが示唆され、植物幹細胞維持の制御機構を分子レベルで明らかにしたはじめての例である。

尾部层被称为支持植物肥厚型生长的分生组织。尾部层包含血管干细胞，通过反复的分化和分裂，它有助于血管区域的扩张。为了实现连续的肥厚性生长，需要维持这些干细胞，为此，干细胞分化和分裂的调节变得极为重要。 TDIF是一种CLE肽及其受体TDR，被称为维持血管干细胞的因素。已经发现TDIF-TDR具有两个不同的生理功能：促进干细胞的自我更新并抑制分化，但是这些详细的分子机制是如何促进维持血管干细胞的效果。因此，在这项研究中，我们专注于TDIF-TDR的信号传导途径，并决定进入干细胞的维护机理。首先，Y2H筛选表明，某些激酶（TDR相互作用 - 激酶）专门与TDR结合。遗传分析表明，TIK参与了抑制干细胞分化的途径，而不是促进自我更新的途径，并且认为TDIF的两个功能可以分为下游途径。以前众所周知，称为WOX4的转录因子参与促进自我更新下游TDIF。因此，下一步是说TIK和WOX4参与TIK和WOX4的途径。为了阐明遗传分析，我们使用Tik和Wox4突变体的抑制剂分析了下胚轴血管束的表型。仅使用TIK抑制剂治疗，观察到约30％的TDR表型，其中木质部和淋巴结之间存在干细胞，而在WOX4突变体背景下用TIK抑制剂治疗的个体中约有80％的人在约80％的个体中观察到TDR表型。以上结果表明，干细胞增殖和分化的调节在维持干细胞中都很重要，这是揭示分子水平上植物干细胞维持机理的第一个例子。

项目成果

維管束幹細胞の維持機構の解析

血管干细胞的维持机制分析

• 发表时间: 2013
• 作者: Yuki Hirakawa;Yoshihisa Oda;Yuki Hirakawa;近藤 侑貴
• 通讯作者: 近藤 侑貴

CLEペプチドの作用機構-植物ホルモンとのクロストーク-

CLE肽的作用机制 - 与植物激素的串扰 -

• 发表时间: 2011
• 作者: Yuki Hirakawa;Yoshihisa Oda;Yuki Hirakawa;近藤 侑貴;近藤 侑貴;Yuki Kondo;近藤侑貴;近藤侑貴;Katsuhiro Hayashi on behalf ofthe ASTRO-H HXI/SGD team;近藤侑貴
• 通讯作者: 近藤侑貴

TDIF peptide signaling regulates vascular stem cell proliferation via the WOX_4 homeobox gene in Arabidopsi

TDIF 肽信号通过拟南芥中的 WOX_4 同源盒基因调节血管干细胞增殖

• 发表时间: 2010
• 期刊: Plant Cell
• 影响因子: 11.6
• 作者: Yuki Hirakawa;Yoshihisa Oda;Yuki Hirakawa
• 通讯作者: Yuki Hirakawa

道管細胞への分化運命を左右するキナーゼの解析

影响血管细胞分化命运的激酶分析

• 发表时间: 2012
• 作者: Yuki Hirakawa;Yoshihisa Oda;Yuki Hirakawa;近藤 侑貴;近藤 侑貴
• 通讯作者: 近藤 侑貴

シロイヌナズナ葉ディスクを用いた木部・師部分化系の確立

利用拟南芥叶盘建立木质部/韧皮部分化系统

• 发表时间: 2011
• 作者: Yuki Hirakawa;Yoshihisa Oda;Yuki Hirakawa;近藤 侑貴;近藤 侑貴;Yuki Kondo;近藤侑貴;近藤侑貴
• 通讯作者: 近藤侑貴