植物科学：保存された相互作用する転写調節因子による植物幹細胞機能の制御
Nature 517, 7534 doi: 10.1038/nature13853
植物では茎頂分裂組織（SAM）および根端分裂組織の幹細胞は、それぞれ地上部の組織および根の後胚発生に必要であり、一方、二次維管束の幹細胞は維管束の発達を持続させる。シロイヌナズナ（Arabidopsis）のSAMの髄状分裂組織に発現するホメオドメイン転写因子WUSCHEL（WUS）は、SAMの幹細胞集団を制御する主要な調節因子であり、CLAVATA3（CLV3）ペプチドのシグナル伝達経路が関与するフィードバック回路を介して茎の幹細胞ニッチを確立していると考えられている。WOX5（WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX 5）は、根の静止中心に特異的に発現して、静止中心であることを特徴付けており、茎および根の幹細胞ニッチの制御においてWUSと交換可能な機能を担っている。WOX4は、シロイヌナズナの前形成層細胞に発現し、維管束の幹細胞ニッチを決定している。WUS/WOXファミリーのタンパク質は、植物界全体で進化的にも機能的にも保存されており、全分裂組織内で幹細胞の指定および維持の主要な機能因子であることが分かっている。しかし、幹細胞ニッチにおけるWOX遺伝子の機能を中心とした遺伝的制御の本質は明らかになっておらず、また、幹細胞ニッチにおける保存されたWUS/WOX機能の基礎となる分子的な関連も分かっていない。本論文では、シロイヌナズナのHAM（HAIRY MERISTEM）ファミリー転写調節因子が、WUS/WOXタンパク質と相互作用する保存されたコファクターとして機能することを実証する。HAMとWUSはin vivoで共通の標的を持ち、HAMとWUSの物理的相互作用は下流の転写プログラムの駆動および茎の幹細胞の増殖促進において重要である。WOXおよびHAMのファミリーに属する因子の重複する発現パターンの差異は、異なる部位に幹細胞ニッチを形成する基盤となっており、HAMファミリーの因子はこれらの幹細胞ニッチ全てに不可欠である。今回得られた知見により、植物の発生過程で幹細胞産生を制御する新しい枠組みが明らかになった。
