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父母性因子の協働により
植物初期胚の体軸が形成される分子機構の解明

名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所 植田 美那子

 異なる有用形質をもつ2種類の親株を掛け合わせ、それらを併せ持つ雑種植物を作出することは、古くから有効な育種法の一つである。雑種はどちらの親よりも大きく頑健に育つという雑種強勢が知られる一方で、親品種の組み合わせによっては、掛け合わせ後の雑種胚が正常に発生できずに致死となる例も多く存在する。したがって、父方と母方由来の因子群が均整の取れたバランスで働くことが、正常な胚発生に重要であると考えられるが、どのような父母因子がどのように協働して胚発生の何を制御するかという分子機構はいまだ理解されていない。
 そんななか、我々は被子植物であるシロイヌナズナを用いた研究から、母と父のみから受精卵に持ち込まれる鍵因子群が複合体を形成して働くことで、胚発生の基礎となる体軸形成を担う可能性を見出した。そこで本課題では、これら父母因子の相互作用が体軸形成に果たす役割をより詳細に検証するとともに、その協働効果が体軸形成に反映される分子機構を理解することを目的とする。具体的には、まず、タンパク質相互作用を可視化することで、父母因子が胚発生過程で協働する時期や組織を特定し、また、その結合能を改変することで、父母因子の協働が体軸形成に果たす役割を検証する。さらに、それぞれの父母因子の欠損株において、顕微操作によって受精卵を高純度に単離し、次世代シーケンサーを用いた大規模発現解析にかけることで、各因子の下流で体軸形成を担う実働因子を網羅的に探索する。得られた候補遺伝子群の胚での発現パターンを観察し、欠損株で胚の形態がどのように損なわれるかを解析するとともに、単一細胞レベルでの遺伝子発現の改変系を駆使して胚の各時期・各細胞で果たす役割を精査することで、各遺伝子が体軸形成に果たす役割を精査する。

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