シロイヌナズナの根端分裂領域サイズを決定する分子機構の解明

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シロイヌナズナの根の表皮には根毛細胞と非根毛細胞の二種類の細胞種が存在しており、両者の違いは細胞の運命のみならず、細胞分裂様式も異なることを明らかにしている。今までの研究結果から、根毛細胞特異的に働く転写因子複合体であるNC複合体が転写を制御することによって非根毛細胞の細胞周期を抑制しているため根毛細胞と非根毛細胞の細胞周期様式に違いが生じていることを明らかにしてきた。また、NC複合体の下流には、R1R2R3型のMYBの一種であるRep-MYBが関与している可能性を示唆する結果を得ていた。そこで、今年度はまず初めにReP-MYBのタンパク質マーカーラインを用いてライブセルイメージングを行い、根毛細胞と非根毛細胞内でのRep-MYBの細胞周期中での挙動を比較した結果、Rep-MYBが非根毛細胞でG2期開始直前まで安定的であった一方で、根毛細胞ではRep-MYBタンパク質の安定性が低いことを明らかにした。そこで次に、Rep-MYBが、根毛細胞と非根毛細胞の細胞周期の差を生み出しているのかを調べるために、Rep-MYBの変異体を用いてEdUの取り込み実験を行った。その結果、Rep-MYBの変異体では、根毛細胞と非根毛細胞の細胞周期の差が見られなかった。Rep-MYBの発現挙動がNC複合体の変異体内で変化していることと併せて考えると、Rep-MYBがNC複合体の下流で細胞周期を制御していることが示唆された。そこで次に、Rep-MYBによって根毛細胞と非根毛細胞の細胞周期の差が生み出される生物学的意義について考察するために、Rep-MYB変異体をさらに解析した。トランスクリプトーム解析および遺伝学的な解析の結果から、Rep-MYB変異体では非根毛細胞の一部が根毛細胞化していたことから、細胞周期の速度が細胞運命を制御している可能性が示唆された。