Mechanism of Plant Stem Cell Regeneration
2023 Aug - present Assistent professor
Graduate Insitute of Biochemistry, National Chung-Hsing University
2020 Mar - 2023 Mar Postdoctoral researcher
Jiri Friml group, Plant development laboratory
Institute of Science and Technology Austria (ISTA)
1. 植物幹細胞再生之機制探討
與動物相比, 不能夠行走的植物為了存活, 普遍擁有更高的再生能力. 而不同的植物種類, 也擁有不同的再生能力. 絕大部分開花植物需要在頂芽或根尖造成損傷, 並且施加植物賀爾蒙誘發新的組織修護與器官合成. 然而早期苔蘚植物卻在不論任何組織受到傷害時, 都能夠重新設定成為幹細胞, 並且在沒有外在賀爾蒙的施加下發育成為一株新的植物.
本實驗室將利用模式苔蘚植物 Phscomitrella patens (P. patens) 作為研究材料, 由不同角度出發探討苔蘚植物如何維持高效率幹細胞再生能力. P patens 是已經研發成熟的苔蘚 (moss) 植物系統, 具備以下研究優勢:
a. 繁殖繼代操作簡單, 全程生長於膠體培養基, 不需要等待開花收種子, 一周內可以進行觀察.
b. 大部分組織為單細胞層,利於細胞內螢光蛋白觀察與性狀表徵觀察.
c. 完整基因體定序與同源重組基因轉殖系統 e.g. knock-out, knock-in, CRISPR-Cas9 已經構築完成.
本實驗室將 利用 P. patens 的單細胞葉片作為主要材料, 希望從下列不同角度來探討植物幹細胞再生機制:
1. 早期苔蘚植物是否擁有未知的再生催化因子, 並且在演化過程中丟失了, 造成開花植物再生能力降低?
2. 物理性傷害是如何被存活細胞接收訊號, 並且進行訊息傳導誘發出細胞重組與重啟生長模式?
3. 重組完成時, 葉細胞轉化為絲狀幹細胞, 細胞該如何重新建立方向性以決定從何處開始生長?
為了探討以上問題, 我們將利用幹細胞相關之基因剔除轉殖植物作為起始點. 探討在細胞重組轉化與生長時, 其蛋白表現位置與移動趨勢, 並且尋找在不同時間點與其互動的蛋白群, 進而辨識出可能的植物幹細胞決定因子.
2. 苔蘚幹細胞研究之應用潛力
a. P. patens 苔蘚類植物由於其單純結構與極高的再生能力, 相較於開花植物的高複雜度, 使我們更有機會辨識出植物幹細胞的轉化決定因子. 一旦找到可能的決定基因, 將其轉殖入不易再生的經濟型開花植物 e.g. 蘭花, 將有機會提高其生產效率. 並且由結果可進一步研究苔蘚與開花植物的幹細胞再生機制之異同.
b. 由於 P. patens 已經在德國大廠研究改良中成為綠工廠, 以製作藥物或是產生香氣為商業目標. 以此為發想, 幹細胞再生能力極強的苔蘚植物有淺力成為綠色小幫手, 當與不易再生的開花植物共生時, 能夠持續供給所需賀爾蒙, 並且增加其組織培養之保水性.
2015 Aug – 2020 Jan Ph.D. in Plant Cell Biology Laboratory of Cell Biology, Wageningen University & Research, Netherlands
2006 Sep – 2014 Mar Ph.D. candidate in Institute of Plant and Microbial Biology, Academia Sinica, Taiwan
2002 Sep – 2006 Aug BSc in Department of Plant Pathology and Microbiology, National Taiwan University, Taiwan
Travel Grant of Taiwan Ministry of Education (2012 & 2013)
Academia Award in MBAS* annual retreat presentation (2013)
Travel Grant of Taiwan National Science Council (2012)
Presentation 1st Prize in IPMB annual presentation competition (2012)
Performance Award in MBAS annual retreat presentation (2012)
Performance Award in MBAS annual retreat presentation (2010)
*MBAS: Molecular and Biological Agricultural Sciences Program, Academia Sinica, Taiwan
期刊論文
1. Overdijk, E. J.,; Putker, V., Smits, J., Tang, H.; Bouwmeester. K., Govers. F., & Ketelaar, T. (2021, Apr). Phytophthora infestans RXLR effector AVR1 disturbs the growth of Physcomitrella patens without affecting Sec5 localization. Plos One, 16.4, e0249637.
2. Tang, H., Duijts, K., Bezanilla, M., Scheres, B., Vermeer, J. E., & Willemsen, V. (2020, Jan). Geometric cues forecast the switch from two‐to three‐dimensional growth in Physcomitrella patens. . New Phytologist, 225(5), 1945-1955. 本人為第一作者.
3. Overdijk, E. J., Tang, H., Borst, J. W., Govers, F., & Ketelaar, T. (2020, Jan). Time-gated confocal microscopy reveals accumulation of exocyst subunits at the plant–pathogen interface. Journal of Experimental Botany, 71(3), 837-849.
4. Tang, H., de Keijzer, J., Overdijk, E. J., Sweep, E., Steentjes, M., Vermeer, J. E., Marcel E. J., & Ketelaar, T. (2019, Jan). Exocyst subunit Sec6 is positioned by microtubule overlaps in the moss phragmoplast prior to cell plate membrane arrival. Journal of cell science, 132, jcs222430. 本人為第一作者.
專書論文
1. Jordi Floriach-Clark, Han Tang and Viola Willemsen. Mosses: Accessible Systems for Plant Development Studies. Model Organisms in Plant Genetics. Oct, 2021: IntechOpen, DOI: 10.5772/intechopen.100535.