研究トピックス
維管束を創って、調べる
生物学科・生物学専攻 細胞機能教育研究分野 近藤 侑貴 准教授
維管束は、植物において物質輸送を担う重要な組織系です。最近の研究で、維管束は植物体の支持や電気シグナルの伝播など他にも
多面的な機能をもつことがわかってきました。維管束は水などを輸送する木部組織、糖などを輸送する篩部組織、細胞分裂を担う形成層組織に大別され、
これら組織を構成する多様な維管束細胞は維管束幹細胞から作られます。しかしながら維管束は傷つかないよう植物体の奥深くに位置しているため、
維管束幹細胞の分化運命がどのように決められるかはあまり研究が進められていません。そこで、私の研究室ではモデル植物シロイヌナズナを用いた
組織培養系VISUALを立ち上げ、植物ホルモンと人工化合物のみで維管束細胞分化を効率よく誘導できるようになりました(図1)。
実際に、VISUALを用いた遺伝子発現の網羅的解析から維管束幹細胞で働く遺伝子群を特定し、それら幹細胞運命の１細胞定量イメージング技術の開発に成功しています。
最近では、VISUALを用いた生理学研究から糖シグナルが幹細胞分化を制御していることを明らかにしています。
このように開発したVISUALに対して様々な最新の解析技術を取り入れることで、維管束の発生機構と生理機能の解明に取り組んでいます。
最近では更に、VISUALの培養条件を変化させることで特定の維管束細胞の誘導が可能となり、維管束細胞運命の操作も現実のものとなってきました。 また、シロイヌナズナだけでなく木本植物においてもVISUALによる維管束細胞の誘導が可能であることがわかってきました。 植物は大気中の二酸化炭素を固定し、それらの多くを木部細胞の細胞壁成分として蓄積しています。木部細胞の発生機構を理解し人工的にデザインできるようになれば、 幹細胞運命制御の基礎的なメカニズムだけでなく、将来的には低炭素社会の実現への貢献も期待されます。
