根や葉などの組織片から再構築

植物は非常に高い再生能力を備えています。根や葉などの組織片をオーキシン・サイトカイニン含有培地で培養すると多能性を持ったカルスを形成し個体を再構築できることは高校生物の教科書にも掲載されており、皆さんもご存知だと思います。

どのように切れた器官をつなげているのか

また、植物が切れた器官をつなげる仕組みを持っているおかげで、我々人類は接ぎ木によって思い通りに有用な品種を組み合わせることもできます。しかし、植物がどうやって体組織から多能性を持ったカルスを作り器官を新たに再生できるのか？　植物はどのように切れた器官をつなげているのか？　といった根本的な問いは長年未解決でした。

我々は、モデル植物シロイヌナズナを用いた分子遺伝学的研究を用いて、器官再生メカニズムの解明に取組んでいます。

組織の修復も再接続も

我々は再生を制御する遺伝子を探索し、その中でWOX13という一つの遺伝子に着目しました。WOX13遺伝子はコケ植物で再生現象を制御することは知られていたものの、維管束植物において果たす機能は不明でした。

陸上植物に広く保存されている遺伝子ですので、おそらく何か大事な機能を持つに違いないと考えて調べてみたところ、傷ついた組織の治癒と切断された器官の再接続に重要であることを見出すことに成功しました。

さらに研究を進めると、WOX13は組織培養系の器官再生を抑制するという予想外の結果が得られました。この研究を通じて、植物は器官新生と組織修復という異なる再生応答を特異的に制御する仕組みを持つことが明らかになりました。