自然科学研究機構 基礎生物学研究所などの研究グループは7月9日、植物の葉の細胞を単独の発現で幹細胞（※）へ戻せる遺伝子を発見したと発表した。1つの遺伝子発現で分化細胞が幹細胞へ変化することを確認できたのは「全ての生物で初」（同グループ）としている。
■遺伝子発現させたら幹細胞に
研究グループは、コケ植物の「ヒメツリガネゴケ」の全遺伝子約3万個の中から、幹細胞化に関わる候補遺伝子15個を絞り込んで機能を調べた。
各候補遺伝子を化学物質の添加で発現するよう調整し、葉が無傷の状態で遺伝子を強制発現させたところ、ある遺伝子の発現だけで葉の細胞が幹細胞へ変化した。研究グループは、この遺伝子を「ステミン」（Stem Cell Inducing Factor：幹細胞誘導因子）と名付けた。
ヒメツリガネゴケは葉が傷つくと断面から自然に幹細胞化を始める。研究グループはステミンやその類似遺伝子を壊した上で葉を傷つけたところ、幹細胞化が遅れることも確認した。
■ステミンがヒストンによる発現抑制を解除
ステミンの作用についてさらに調べたところ、DNAとともに染色体を作るタンパク質「ヒストン」の化学修飾を外す役割を持っていることが分かった。ヒストンに巻き付いたDNAは、ヒストンの化学修飾（※）の有無でタンパク質への発現が調整される。
※化学修飾：タンパク質を構成するアミノ酸に、さまざまな化学物質が結合すること
ステミンがヒストンの化学修飾を外すことで、抑制されていた幹細胞化に関わる遺伝子群が活性化する仕組みが、研究グループにより明らかになった。
■「カルス」との違い
ステミンによる幹細胞化の他に、植物の幹細胞化を促す従来の方法としては植物ホルモンを利用する方法がある（この方法で作った未分化細胞の塊を「カルス」という）。「カルスで増やせる植物もあるが、バラ科の一部はカルスから十分に育てられないなど問題もあった」と話すのは、基礎生物学研究所の石川雅樹助教。
「ステミンはイネやバラなどの細胞も持っている。今後の研究次第では、カルスから育てられなかった植物もステミンによる幹細胞から育てられるかもしれない」（石川助教）
今後は、ステミンのヒストン化学修飾への作用をより明らかにすることで、植物の幹細胞化のメカニズム解明を進めていきたいとしている。
研究成果は、7月8日付で英科学雑誌Nature Plantsに掲載された。
■背景：動物と植物と幹細胞
動物や植物などの多細胞生物は、幹細胞と呼ばれる細胞からある機能に特化させた細胞（分化細胞）を細胞分裂で作り出すことで、皮膚、筋肉、神経、葉、根といった各生体組織を作る。
動物の場合、人工的な手順を踏むことで「ES細胞」や「iPS細胞」といった幹細胞を作れる。一方植物では、挿し木で増えるように分化細胞から幹細胞を作り、別の組織へと作り変える機能がもともと備わっている。
ITmedia NEWS
https://www.itmedia.co.jp/news/articles/1907/09/news122.html
■遺伝子発現させたら幹細胞に
研究グループは、コケ植物の「ヒメツリガネゴケ」の全遺伝子約3万個の中から、幹細胞化に関わる候補遺伝子15個を絞り込んで機能を調べた。
各候補遺伝子を化学物質の添加で発現するよう調整し、葉が無傷の状態で遺伝子を強制発現させたところ、ある遺伝子の発現だけで葉の細胞が幹細胞へ変化した。研究グループは、この遺伝子を「ステミン」（Stem Cell Inducing Factor：幹細胞誘導因子）と名付けた。
ヒメツリガネゴケは葉が傷つくと断面から自然に幹細胞化を始める。研究グループはステミンやその類似遺伝子を壊した上で葉を傷つけたところ、幹細胞化が遅れることも確認した。
■ステミンがヒストンによる発現抑制を解除
ステミンの作用についてさらに調べたところ、DNAとともに染色体を作るタンパク質「ヒストン」の化学修飾を外す役割を持っていることが分かった。ヒストンに巻き付いたDNAは、ヒストンの化学修飾（※）の有無でタンパク質への発現が調整される。
※化学修飾：タンパク質を構成するアミノ酸に、さまざまな化学物質が結合すること
ステミンがヒストンの化学修飾を外すことで、抑制されていた幹細胞化に関わる遺伝子群が活性化する仕組みが、研究グループにより明らかになった。
■「カルス」との違い
ステミンによる幹細胞化の他に、植物の幹細胞化を促す従来の方法としては植物ホルモンを利用する方法がある（この方法で作った未分化細胞の塊を「カルス」という）。「カルスで増やせる植物もあるが、バラ科の一部はカルスから十分に育てられないなど問題もあった」と話すのは、基礎生物学研究所の石川雅樹助教。
「ステミンはイネやバラなどの細胞も持っている。今後の研究次第では、カルスから育てられなかった植物もステミンによる幹細胞から育てられるかもしれない」（石川助教）
今後は、ステミンのヒストン化学修飾への作用をより明らかにすることで、植物の幹細胞化のメカニズム解明を進めていきたいとしている。
研究成果は、7月8日付で英科学雑誌Nature Plantsに掲載された。
■背景：動物と植物と幹細胞
動物や植物などの多細胞生物は、幹細胞と呼ばれる細胞からある機能に特化させた細胞（分化細胞）を細胞分裂で作り出すことで、皮膚、筋肉、神経、葉、根といった各生体組織を作る。
動物の場合、人工的な手順を踏むことで「ES細胞」や「iPS細胞」といった幹細胞を作れる。一方植物では、挿し木で増えるように分化細胞から幹細胞を作り、別の組織へと作り変える機能がもともと備わっている。
ITmedia NEWS
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