植物の側根形成開始における細胞極性および非対称分裂の制御機構の解析

側根はすでに存在している根から分岐するように形成され，植物体の支持，水分や栄養分の効率的な吸収を行うための根系を構築する．シロイヌナズナの側根は，特定の内鞘細胞が非対称分裂することで形成を開始する．その後，規則的な細胞分裂によってドーム状の側根原基が作られ，分裂組織を構築して，元の根の外へと成長する．本研究課題では，側根形成の開始を制御する分子機構，および側根原基の形成機構を理解するために，以下の解析を行った．側根形成開始を制御する転写因子LBD16の下流因子として，機能未知なタンパク質をコードするTOLS1と側根原基形状を制御するAP2/EREBPタイプの転写因子PUCHIの解析を行った．いずれもLBD16によって発現制御され，側根形成開始時に発現上昇した．TOLS1は細胞膜と細胞質・核に局在して側根形成を促進した．一方，PUCHIは側根形成を抑制したことから，LBD16は側根形成を促進するだけでなく，PUCHIを介して側根形成の頻度を制御することが示唆された．また，側根原基の発生過程を理解するために，共焦点レーザー顕微鏡をもちいたタイムラプスイメージングによって，側根原基発生における細胞分裂および細胞分化パターンの解析を行った．変異体をもちいた解析から，側根原基の特定の細胞層における並層分裂が転写因子SCARECROW(SCR)によって制御されることが示唆された．また，側根原基形成過程における細胞分裂の方向を3次元的に解析した．

側根はすでに存在している根から分岐するように形成され，植物体の支持，水分や栄養分の効率的な吸収を行うための根系を構築する．シロイヌナズナの側根は，特定の内鞘細胞が非対称分裂することで形成を開始する．その後，規則的な細胞分裂によってドーム状の側根原基が作られ，分裂組織を構築して，元の根の外へと成長する．本研究課題では，側根形成の開始を制御する分子機構，および側根原基の形成機構を理解するために，以下の解析を行った．側根形成開始を制御する転写因子LBD16の下流因子として，機能未知なタンパク質をコードするTOLS1と側根原基形状を制御するAP2/EREBPタイプの転写因子PUCHIの解析を行った．いずれもLBD16によって発現制御され，側根形成開始時に発現上昇した．TOLS1は細胞膜と細胞質・核に局在して側根形成を促進した．一方，PUCHIは側根形成を抑制したことから，LBD16は側根形成を促進するだけでなく，PUCHIを介して側根形成の頻度を制御することが示唆された．また，側根原基の発生過程を理解するために，共焦点レーザー顕微鏡をもちいたタイムラプスイメージングによって，側根原基発生における細胞分裂および細胞分化パターンの解析を行った．変異体をもちいた解析から，側根原基の特定の細胞層における並層分裂が転写因子SCARECROW(SCR)によって制御されることが示唆された．また，側根原基形成過程における細胞分裂の方向を3次元的に解析した．