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。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。私たちヒトなど動物細胞では、細胞周期の厳密な制御は、細胞の増殖やがん化と大きく関わっています。本研究から、動物細胞と全く異なる分裂様式の植物細胞でも、増殖から分化への転換時には同様の制御が行われることが分かりました。細胞周期の速度調節によって、植物細胞の形、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。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。Cultivationプログラム支援のもとで行われたものです。気孔は、陸上植物のガス交換と水分調節を担っており、植物の成長と生存に必須な細胞装置である。気孔は、前駆体となる細胞が幹細胞的な増殖分裂を繰り返した後で、一回だけ厳密に対称分裂することにより完成するが、増殖分裂と最終の対称分裂に切り換わる仕組みは分かっていなかった。本研究では、細胞周期の蛍光多色可視化プローブを用いたライブイメージングによって、気孔の幹細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見した。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。)DOI:10.1016/j.devcel.2022.01.014URL:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580722000399?via%3Dihub※【WPI-ITbMについて】(http://www.itbm.nagoya-u.ac.jp)名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所(ITbM)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(WPI)の1つとして採択されました。(ケミカルクロノバイオロジー)研究、化学駆動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進めています。ITbMでは、精緻にデザインされた機能をもつ分子(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機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領域研究を展開しています。