高等植物のシュート形成における低分子RNAの役割

• Project/Area Number: 17026017
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 佐藤 豊 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教授 (40345872)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥5,600,000 (Direct Cost: ¥5,600,000); Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2005: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
• Keywords: イネ / シュート / RNA / 形態形成 / 茎頂分裂組織 / 低分子RNA / マイクロRNA / RNAi / 突然変異体

Research Abstract

本研究はイネを材料に植物の形作りにもっとも重要な茎頂分裂組織の形成機構を分子遺伝学的手法により解明しようとするものである。これまで胚発生の過程で茎頂分裂組織のマーカーとなる遺伝子の発現が異常になる胚発生致死や幼植物体致死突然変異体から原因遺伝子を単離することにより茎頂分裂組織形成に関わる遺伝子の同定を試みてきた。その結果、RNAiの機構に関与する複数の酵素が茎頂分裂組織の形成に必要なことを見いだした。RNAiの機構では低分子RNAが遺伝子発現抑制のトリガーとして機能することが知られており、下流で働く低分子RNAの同定を試みた。その結果、HD-ZIPIIIファミリーの転写因子の発現を負に制御する低分子RNAであるmiR166の蓄積が変異体において特異的に上昇していることが明らかになった。シロイヌナズナにおけるオルソログの機能解析からこれらの遺伝子がta-siRNAと呼ばれる低分子RNAの産出に関わることが明らかにされたことを合わせて考え、イネのシュート構築においてta-siRNAと呼ばれる低分子RNAにより、別の低分子RNAであるmiR166の発現が負に制御されており、さらに、その標的である転写因子HD-ZIPIII遺伝子の発現を負に調節していることが予想された。これまで、転写因子のカスケードによるシュート構築に関するモデルが提案されていたが、本研究ではそれらのさらに上位で複雑な低分子RNAによる転写因子の発現調節が機能していることを明らかにすることができた。

Research Products

• [Journal Article] Ectopic Expression of KNOTTEDI-Like Homeobox-Protein Induces Expression of Cytokinin Biosynthesis Genes in Rice. (2006)
  • Author(s): Tomoaki Sakamoto, Hitoshi Sakakibara, Mikiko Kojima, Yuko Yamamoto, Hiroshi Nagasaki, Yoshiaki Inukai, Yutaka Sato, *Makoto Matsuoka
  • Journal Title: Plant Physiology 142 Pages: 54-62
• [Journal Article] Formation, maintenance and function of the shoot apical meristem in rice (2006)
  • Author(s): Jun-ichi Itoh, Yutaka Sato, Yasuo Nagato, Makoto Matsuoka
  • Journal Title: Plant Molecular Biology (印刷中)
• [Journal Article] Members of TALE and WUS subfamilies of homeodomain proteins with potentially important functions in development form dimers within each subfamily in rice (2005)
  • Author(s): Hiroshi Nagasaki, Makoto Matsuoka, Yutaka Sato
  • Journal Title: Genes and Genetic Systems 80 Pages: 261-267
  • NAID: 10018280159