単一細胞におけるオーキシン・サイトカイニン応答による並層分裂の制御機構の解析

单细胞生长素/细胞分裂素反应控制平行分裂的机制分析

基本信息

批准号：
16J00131
负责人：
豊倉浩一
金额：
$ 7.49万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J00131/
关键词：
植物形態形成細胞分裂サイトカイニン植物発生遺伝学

项目摘要

本研究課題では、植物細胞の分裂方向の制御機構の解明を目指した。器官の生長方向に対して垂直な細胞分裂（垂層分裂）により器官伸長が促進されるのに対し、器官成長方向に平行な細胞分裂（並層分裂）により器官が太くなると考えられる。すなわち、細胞分裂方向を制御することにより器官の形態（「細長い」や「短く太い」など）を調整している。しかしながら、垂層分裂と比べて並層分裂の頻度が少ないことや、細胞分裂の「方向」を調べるためには培養細胞ではなく組織内で解析する必要性から、植物細胞の細胞分裂方向制御機構については殆どわかっていなかった。昨年度に引き続き、シロイヌナズナの根の維管束を用いて新規な並層分裂の正の制御因子、負の制御因子の解析を行った。植物ホルモンシグナルの下流で働く転写因子による分裂方向制御機構について、３次元解析により詳細な分裂方向の時空間的な制御を明らかにした。また、細胞分裂方向と相関して細胞内極性を変化させる新規因子を同定した。この新規因子を介してプログラムされた分裂方向制御が行われていると考えられる。並行して、非モデル植物のミチタネツケバナの皮層における分裂方向制御の詳細な解析を行い、植物ホルモンのサイトカイニン受容体遺伝子の制御の進化が種間の分裂方向制御の違いを生み出す一因であることを見出した。実際に、皮層・内皮形成時の並層分裂回数が少ないシロイヌナズナにおいて、異所的にサイトカイニンシグナルを活性化すると並層分裂が活性化し、最終的な皮層の層数が増加した。

该研究主题旨在阐明控制植物细胞分裂方向的机制。人们认为，垂直于器官生长方向的细胞分裂促进器官延伸，而与生长方向（平行分裂）平行的细胞分裂增加了器官。换句话说，通过控制细胞分裂的方向来调整器官形态（例如“长而长”或“短”或“短而厚”）。然而，控制植物细胞中细胞分裂方向的机制几乎不知道，因为与横向分裂相比，平行分裂的频率不太普遍，并且需要分析组织中需要分析细胞分裂的“方向”，而不是在培养的细胞中。去年之后，我们使用拟南芥根的血管束分析了平行分裂的新型正和负调节剂。三维分析揭示了作用于植物激素信号下游的转录因子对有丝分裂方向的详细时空控制。此外，确定了与细胞分裂方向相关的细胞极性变化的新因素。据认为，正在通过这个新颖的因素进行了编程的精神分裂控制。同时，我们对非模型植物，Michitanes的皮质层中有丝分裂方向调节进行了详细分析，发现调节植物激素细胞分裂素受体基因的调节的演变是产生物种之间有丝分裂方向调节差异的因素之一。实际上，在拟南芥中，在皮质和内皮形成过程中的平行线虫数量，异位激活细胞分裂素信号会激活平行的迫使平行性线索，从而增加了皮质层中的最终层数。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Lateral Inhibition by a Peptide Hormone-Receptor Cascade during Arabidopsis Lateral Root Founder Cell Formation.

DOI：
10.1016/j.devcel.2018.11.031
发表时间：
2019-01
期刊：
Developmental cell
影响因子：
11.8
作者：
Koichi Toyokura;T. Goh;Hidefumi Shinohara;Akinori Shinoda;Y. Kondo;Yoshie Okamoto;Takeo Uehara;K. Fujimoto;Y. Okushima;Y. Ikeyama;K. Nakajima;T. Mimura;M. Tasaka;Y. Matsubayashi;H. Fukaki
通讯作者：
Koichi Toyokura;T. Goh;Hidefumi Shinohara;Akinori Shinoda;Y. Kondo;Yoshie Okamoto;Takeo Uehara;K. Fujimoto;Y. Okushima;Y. Ikeyama;K. Nakajima;T. Mimura;M. Tasaka;Y. Matsubayashi;H. Fukaki

Mobile PEAR transcription factors integrate positional cues to prime cambial growth

DOI：
10.1038/s41586-018-0839-y
发表时间：
2019-01-24
期刊：
NATURE
影响因子：
64.8
作者：
Miyashima, Shunsuke;Roszak, Pawel;Helariutta, Yka
通讯作者：
Helariutta, Yka

ケンブリッジ大学(英国)

剑桥大学（英国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

植物の進化発生研究における順遺伝学的解析

植物进化和发育研究中的正向遗传分析

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
植物科学の最前線（BSJ-Review）
影响因子：
0
作者：
豊倉浩一;深城英弘
通讯作者：
深城英弘

Periclinal division in ground tissue and vasculature

基底组织和脉管系统的周周分裂

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
(翻訳) Sue Donaldson and Will Kymlicka (著);青木人志(監訳)、成廣孝(監訳)、今泉友子、岩垣真人、打越綾子、浦山聖子、本庄萌)　担当部分:第5章「市民としての家畜動物」;Koichi Toyokura
通讯作者：
Koichi Toyokura