国立大学法人東海国立大学機構 黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所（WPI-ITbM※）の鳥居 啓子 主任研究者／客員教授（アメリカテキサス大学オースティン校教授）、黑料网高等研究院のスンキ ハン 元YLC特任助教らの研究グループは、植物の気孔の幹細胞非対称分裂から最終対称分裂への転換を担う、細胞周期のブレーキ役を発見し、非対称分裂の細胞周期のみを減速させる仕組みを明らかにしました。さらに、この仕組みが、正常な形の気孔の完成に必須であることを示しました。
私たちヒトなど动物细胞では、细胞周期の厳密な制御は、细胞の増殖やがん化と大きく関わっています。本研究から、动物细胞と全く异なる分裂様式の植物细胞でも、増殖から分化への転换时には同様の制御が行われることが分かりました。さらには、细胞周期の速度调节によって、植物细胞の形、大きさ、アイデンティティーを操作できる可能性も示唆しています。
本研究成果は、2022年2月11日午前1時（日本時間）付アメリカ学術誌「Developmental Cell」のオンライン先行版（雑誌3月14日号）に掲載されました。
本研究は、平成29年度から始まった文部科学省新学術領域研究「植物多能性幹細胞」および黑料网高等研究院Young Leaders Cultivationプログラム支援のもとで行われたものです。
気孔は、陆上植物のガス交换と水分调节を担っており、植物の成长と生存に必须な细胞装置である。気孔は、前駆体となる细胞が干细胞的な増殖分裂を繰り返した后で、一回だけ厳密に対称分裂することにより完成するが、増殖分裂と最终の対称分裂に切り换わる仕组みは分かっていなかった。
本研究では、细胞周期の蛍光多色可视化プローブを用いたライブイメージングによって、気孔の干细胞の非対称分裂にくらべて、気孔を完成させる対称分裂が遅いことを発见した。
● 気孔の前駆体の増殖から分化への切り換える司令因子MUTEは、細胞周期抑制因子であるSIAMESE RELATED4（SMR4）を直接誘導し、SMR4が細胞周期G1期を減速させることが分かった。
● SMR4は、気孔幹細胞の非対称分裂時に働くG1期サイクリンD3;1に直接結合し、その作用を阻害するが、MUTEによって誘導され対称分裂を引き起こすG1期サイクリンD5;1を阻害できないため、対称分裂が起こり、気孔が完成する。
● 気孔幹細胞初期にSMR4を働かせ初期の非対称分裂を無理やり減速させると、表皮細胞のような歪んだ気孔が完成した。そのため、初期の速い分裂速度が気孔系譜のアイデンティティーに重要であると推察される。
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雑誌名：Developmental Cell
論文タイトル：Deceleration of the cell cycle underpins a switch from proliferative to terminal divisions in plant stomatal lineage
着者：Soon-Ki Han, Arvid Herrmann, Jiyuan Yang, Rie Iwasaki, Tomoaki Sakamoto, B?n?dicte Desvoyes, Seisuke Kimura, Crisanto Gutierrez, Eun-Deok Kim, Keiko U. Torii (下线、名古屋大所属）
顿翱滨：10.1016/箩.诲别惫肠别濒.2022.01.014
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※【奥笔滨-滨罢产惭について】（丑迟迟辫://飞飞飞.颈迟产尘.苍补驳辞测补-耻.补肠.箩辫）
黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所（滨罢产惭）は、2012年に文部科学省の世界トップレベル研究拠点プログラム（奥笔滨）の1つとして採択されました。黑料网の强みであった合成化学、动植物科学、理论科学を融合させ、新たな学问领域であるストライガ、植物ケミカルバイオロジー研究、化学时间生物学（ケミカルクロノバイオロジー）研究、化学駆动型ライブイメージング研究の4つのフラッグシップ研究を进めています。滨罢产惭では、精緻にデザインされた机能をもつ分子（化合物）を用いて、これまで明らかにされていなかった生命机能の解明を目指すと共に、化学者と生物学者が隣り合わせになって融合研究を行う「ミックス?ラボ、ミックス?オフィス」で化学と生物学の融合领域研究を展开しています。「ミックス」をキーワードに、人々の思考、生活、行动を剧的に変えるトランスフォーマティブ分子の発见と开発を行い、社会が直面する环境问题、食料问题、医疗技术の発展といったさまざまな课题に取り组んでいます。
トランスフォーマティブ生命分子研究所（WPI-ITbM） 鳥居 啓子 主任研究者／客員教授（米国テキサス大学オースティン校 教授）
