| Project/Area Number |
22K19309
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
嶋田 知生 京都大学, 理学研究科, 講師 (20281587)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | ゲノムインプリンティング / ゼニゴケ / 胞子体 / コケ植物 |
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| Outline of Research at the Start |
ゲノムインプリンティング（ゲノム刷り込み）は有性生殖後の二倍体の細胞において、片親由来の対立遺伝子のみが発現して機能する現象である。現在、ゲノムインプリンティングは哺乳類と被子植物のみで知られている現象である。本研究では、コケ植物ゼニゴケの胞子体においてゲノムインプリンティングの存在を明らかにするとともに、その分子基盤の解明を目指す。コケ植物においてゲノムインプリンティングの存在が明らかになれば、現在考えられている植物におけるゲノムインプリンティングの起源が大幅に遡ることとなる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゲノムインプリンティング（ゲノム刷り込み）は有性生殖後の二倍体の組織の細胞において、両親由来の２つの対立遺伝子（アレル）の一方のみが発現して機能する現象である。現在、ゲノムインプリンティングは哺乳類と被子植物のみで知られている現象である。最近、ゼニゴケ胞子体の発生初期段階において、オス由来の対立遺伝子の大部分がサイレンシングを受けていることが報告された。ただし、サイレンシングを受けたこれらの遺伝子のその後の発現変動については今後の解析が必要である。
最近、我々はbHLH型転写因子をコードするSETA遺伝子の変異体では、胞子体の蒴柄組織に形成不全が見られることを見出した。公開トランスクリプトームデータからSETA遺伝子の発現は、胞子体特異的であり葉状体ではほとんど検出されないことが示唆されている。本研究では葉状体に与えるSETA遺伝子の影響を調べた。その結果、SETA遺伝子を過剰発現させると葉状体の生育不良が見られた。一方、SETA遺伝子のノックアウト変異体では葉状体に特に表現型は見られず、気室口も野生型と同様に形成されていた。ゼニゴケSETA遺伝子は被子植物の気孔形成に関わるbHLH型転写因子遺伝子のホモログである。ゼニゴケSETA遺伝子をモデル被子植物シロイヌナズナに過剰発現させても、気孔には特に影響は見られなかった。以上の結果より、SETA遺伝子は胞子体で主に機能しているが、異所的発現によっては葉状体にも影響を与えうることが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の研究計画にそって解析を進めているが、これまで用いてきた野生型の標準系統であるTak-1およびTak-2と異なり、新たに入手したゼニゴケ系統の生殖誘導の頻度が著しく低く、交配実験に遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画にそって、多型の見られる複数のゼニゴケ系統間で掛け合わせを行い、発生途中の胞子体を用いたRNA-seq解析を行う。リシーケンスにより同定したSNPsやsmall indelを指標に、発現量に差の見られるインプリント遺伝子を網羅的に同定する。同定したインプリント遺伝子については、変異体の作出と機能解析、発現制御機構の解明などを行い、コケ植物におけるゲノムインプリンティングの総合理解を目指す。
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