Coordinate epigenetic gene regulation by AS2 and nucleolar factors in leaf formation
| Project/Area Number |
20K06702
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
町田 泰則 名古屋大学, 理学研究科, 名誉教授 (80175596)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹部 美知子 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (00454380)
町田 千代子 中部大学, 応用生物学部, 特定教授 (70314060)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ASYMMETRIC LEAVES 2 遺伝子 / 葉の形態発生 / 核小体 / AS2 ボディー / リボソーム RNA 遺伝子 / betaC1 遺伝子 / 葉形成 / 表と裏 / アシンメトリー遺伝子 / エピジェネティック制御 |
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| Outline of Research at the Start |
葉の形成に於いて、ARF3遺伝子は裏側化遺伝子として機能する。葉の表側の分化の為には、予定表側領域において ARF3 遺伝子発現は抑制される必要がある。AS2はこの抑制のための中心的な遺伝子である。AS2 は核小体周縁部で AS2 bodyという核内顆粒を形成する。AS2 bodyは、クロモセンター（リボソームRNA遺伝子のリピートが凝縮し高度にヘテロクロマチン化している核内構造体）と共局在する。本研究では、AS2 bodyと核小体因子との協調的な作用という視点から、ARF3 遺伝子発現のエピジェネティックな抑制の仕組みを解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の開始時には、我々は、1. AS2 は、葉の裏側化因子である ARF3 の発現を抑制し、葉の表側分化を促進すること、2. このような遺伝子抑制と葉の表側分化には、 AS2と共に、核小体で機能している多くのタンパク質（ヌクレオリンなど）が共同して機能すること、3. AS2 は葉の表側細胞の核小体の中で顆粒（ボディー）を形成すること、4. ベゴモウイルスの病徴蛋白質βC1はAS2と相互作用し、病因となっていることを提唱していた。本研究では、上記のような知見に立脚し、シロイヌナズナ葉の形態形成と細胞分裂におけるAS2の分子機能の解明を目指した。その結果、次のようなことがわかった。1. AS2 ボディーは、核小体の周縁部内側に2個形成され、その外側には一対の第4染色体上のリボソーム DNA 反復配列からなる凝集体（NOR4）と隣接する。2. as2 変異体にヌクレオリンなどの核小体機能に関わる遺伝子の変異を加えると、as2 異常が増強され、葉は棒状化する。3. このような核小体因子の変異体では、AS2 ボディーの分布パターンが崩壊する（以上は全期間の成果）。5. βC1は、核小体に移行し生殖細胞分化を抑制した（2023年度成果）。6. AS2 ボディーは細胞分裂周期M期直前に形成され、染色体とともに、娘細胞に分配される（2023年度成果）。以上の知見は、AS2 タンパク質と複数の核小体タンパク質が、協調しながら、正常な核小体機能維持に関わり、その協調的作用が葉形成にとって枢要であることを示す。我々は、AS2 は、核小体ストレスから細胞機能を防御する因子であるという作業仮説を建てるに至った。最近、多数の化合物ライブラリーを用いた研究を行った（未発表）。結果は上記のような仮説を支持しており、AS2と核小体ストレスに関する分子的理解について新基軸を提供できるものと期待している。
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Report
(4 results)
Research Products
(40 results)
