維管束幹細胞の運命分岐を生み出す分子基盤の解明

阐明血管干细胞命运分化的分子基础

• 批准号: 22KJ0585
• 负责人: 島津 舜治
• 金额: $ 1.41万
• 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: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0585/
• 关键词: 形成層幹細胞; 発光イメージング; 二次成長; 運命制御; 維管束幹細胞; 分化誘導系; 1細胞解析

維管束組織は、植物の主要な輸送システムとして機能しており、主に水分や無機塩類を地下部から地上部へ輸送する木部と、ソースからシンクへ光合成産物を輸送する篩部によって構成される。維管束組織の二次成長過程では、内部に存在する幹細胞領域である形成層の細胞が分裂および二次木部細胞・二次篩部細胞への分化を行うことで組織肥大が起こる。近年、形成層の内部に多分化能性を保持する形成層幹細胞が存在することが実験的に示されたが、形成層幹細胞の運命制御機構は不明であった。本研究では、主に維管束細胞の分化誘導系VISUALを用い、形成層幹細胞の運命制御機構を解析しており、これまでに (1)発光イメージングを用いた形成層幹細胞の遺伝子発現動態の１細胞イメージング、(2)形成層幹細胞の運命制御を司る因子の探索を行なってきた。(1)に関してはVISUALに応用する基盤技術の開発が完了し、これらの結果を論文としてまとめ、出版することができた。（Shimadzu et al., 2022 Quant. Plant Biol.）(2)については、これまでにVISUALを用いたマルチオミクス解析を行い、形成層幹細胞の運命制御を担う候補因子としてサイトカイニンを同定していた。本年度は発光イメージングによりサイトカイニン応答の生体維管束における特徴的な時空間的動態を捉えることに成功し、サイトカイニンは生体維管束における二次成長開始に関与することが分かった。イメージング動態に基づいたRNA-seq解析により、サイトカイニン応答の動態を生み出す分子経路についても示唆が得られている。生体維管束のRNA-seqデータをVISUALのマルチオミクスデータと統合しすることにより、サイトカイニンは二次成長開始に伴う形成層幹細胞の活性化の過程で、分裂の促進と木部分化ポテンシャルの付与の両方に関与することが判明した。

Vascular tissue は, plant の mainly transported な シ ス テ ム と し て function し て お り, main inorganic salt water や に を underground part か ら aboveground へ conveying す る wood と, ソ ー ス か ら シ ン ク へ photosynthetic product を conveying す る phloem に よ っ て constitute さ れ る. Vascular tissue の secondary growth で は, internal に exist す る stem-cell field で あ る cambium が の cell divides お よ び secondary xylem cells, secondary phloem cells へ の differentiation を line う こ と hypertrophy が で tissue こ る. In recent years, cambium の に more divided can retain sex を す る cambium cells exist が す る こ と が be 験 に さ in れ た が, cambium cells の luck imperial institutions は unknown で あ っ た. This study で は, main に の vascular bundle cells differentiation induction of VISUAL を with い, cambium cells の luck imperial institutions を parsing し て お り, こ れ ま で に (1) 発 light イ メ ー ジ ン グ を with い た cambium cells の heritage 伝 発 dynamic の now 1 cells イ メ ー ジ ン グ, (2) the cambium cells の luck suppression を division line る factor の explore を な っ て き た. (1) に masato し て は VISUAL に 応 with す る technique の open 発 が finished し, こ れ ら の results を paper と し て ま と め, publishing す る こ と が で き た. (Shimadzu et al., 2022 Quant. Plant Biol.) (2) に つ い て は, こ れ ま で に VISUAL を with い た マ ル チ オ ミ ク ス parsing を い, cambium cells の luck suppression を bear う alternate factor と し て サ イ ト カ イ ニ ン を with fixed し て い た. This year は 発 light イ メ ー ジ ン グ に よ り サ イ ト カ イ ニ ン 応 answer の raw body vascular bundle に お け る 徴 of spatial dynamic を catch え な る こ と に successful し, サ イ ト カ イ ニ ン は raw body vascular bundle に お け る secondary growth began に masato and す る こ と が points か っ た. イ メ ー ジ ン グ dynamic に base づ い た RNA - seq parsing に よ り, サ イ ト カ イ ニ ン 応 の dynamic born を み answer す molecular 経 road に つ い て も in stopping が must ら れ て い る. Born body vascular bundle の RNA - seq デ ー タ を VISUAL の マ ル チ オ ミ ク ス デ ー タ と integration し す る こ と に よ り, サ イ ト カ イ ニ ン は secondary growth began に with う cambium cells の activeness の process で, split の promote と wood part ポ テ ン シ ャ ル の give の struck party に masato and す る こ と が.at し た.

项目成果

発光顕微鏡を用いた細胞運命ダイナミクスの1細胞時空間イメージング

使用发光显微镜对细胞命运动态进行单细胞时空成像

• 发表时间: 2022
• 作者: 島津舜治;近藤侑貴
• 通讯作者: 近藤侑貴

維管束幹細胞の分裂と分化を制御するサイトカイニンの機能と動態

控制血管干细胞分裂和分化的细胞分裂素的功能和动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: 島津 舜治;Alif Meem Nurani;森 秀世;山田 一貴;柴田 恭美;古谷 朋之;伊藤(大橋) 恭子;石崎 公庸;深城 英弘;朝比奈 雅志;稲垣 宗一;角谷 徹仁;福田 裕穂;近藤 侑貴
• 通讯作者: 近藤 侑貴

位置情報による維管束幹細胞の運命制御

通过位置信息控制血管干细胞的命运

• 发表时间: 2021
• 作者: 島津 舜治;Nurani Alif Meem;山田 一貴;柴田 恭美;古谷 朋之;伊藤(大橋) 恭子;石崎 公庸;深城 英弘;朝比奈 雅志;福田 裕穂;近藤 侑貴
• 通讯作者: 近藤 侑貴

Gene co-expression network analysis identifies BEH3 as a stabilizer of secondary vascular development in Arabidopsis

• DOI: 10.1093/plcell/koab151
• 发表时间: 2021-06-01
• 期刊: PLANT CELL
• 影响因子: 11.6
• 作者: Furuya, Tomoyuki;Saito, Masato;Kondo, Yuki
• 通讯作者: Kondo, Yuki

維管束幹細胞の分裂と分化を制御する一過的サイトカイニン応答

瞬时细胞分裂素反应控制血管干细胞分裂和分化

• 发表时间: 2022
• 作者: 島津 舜治;Nurani Alif Meem;森 秀世;山田 一貴;柴田 恭美;古谷 朋之;伊藤 (大橋) 恭子;石崎 公庸;深城 英弘;朝比奈 雅志;稲垣 宗一;角谷 徹仁;福田 裕穂;近藤 侑貴
• 通讯作者: 近藤 侑貴