Molecular mechanisms of the alternative splicing regulation in response to a variable nutrient environment in plants
| Project/Area Number |
23K23497
|
|---|
| Project/Area Number (Other) |
22H02230 (2022-2023)
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
|
|---|
| Research Institution | Saga University |
|---|
Principal Investigator |
西田 翔 佐賀大学, 農学部, 准教授 (40647781)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻田 忠志 佐賀大学, 農学部, 准教授 (20622046)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
|
|---|
| Keywords | カリウム / 選択的スプライシング / シロイヌナズナ / 無機栄養 / 栄養応答 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
植物は土壌の栄養環境に応じて、根における栄養素の吸収量や各器官への輸送量を絶えず調節しながら生長する。我々はこれまでに、モデル植物であるシロイヌナズナにおいて、根から葉へカリウムを輸送する機構を統一制御する転写因子MYB59を見出し、さらにMYB59は低カリウム条件下においてmRNAの配列が調節させることで活性化することを発見した。本研究は、MYB59のmRNA配列調節を制御する責任遺伝子を同定し、植物 の土壌環境適応におけるmRNA配列調節の分子機構の存在を初めて明らかにすることにある。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
代表者らはこれまでに、シロイヌナズナにおいて低カリウム耐性に必須な役割を担う転写因子MYB59が、低カリウム条件下において選択的スプライシング制御を介して活性化することを明らかにしてきた。本研究では、MYB59における選択的スプライシング制御に関わる遺伝子を同定し、植物の栄養応答におけるmRNA配列調節の分子機構を明らかにすることにある。
（１） MYB59のスプライシング制御に異常を示す変異体のスクリーニング：FLUCスプライシングリポーターを導入した遺伝子組み換え植物を多数作成し、さらにそれらの中からFLUC活性が安定して高く検出される系統を選抜した。これらの系統を背景にした突然変異体集団を作成し、スクリーニングを開始した。
（２）GWASによるMYB59スプライシング制御因子の探索：通常栄養条件で栽培された728系統のシロイヌナズナ自然変異系統の葉のRNA-Seqをデータベースより取得し、全系統を対象にMYB59のスプライシングパターンを解析した。そして、得られたデータを形質情報としGWASを実施した。その結果、複数の有意な連関が検出され、その内の一つは液胞膜局在型のカリウムチャネルであるTPK1をコードする遺伝子における多型であった。TPK1の欠損型植物を入手しMYB59のスプライシングパターンを調査した結果、野生型と比較しスプライシングパターンにおける有意な変化が認められ、細胞内のカリウム濃度がMYB59のスプライシングパターンに影響を与えることが予想された。最も強い連関が検出された多型はProtein kinaseをコードする遺伝子上に座乗していた。この変異体を入手しMYB59のスプライシングパターンを調査した結果、野生型と比較しMYB59のスプライシングパターンに有意な変化が認められ、MYB59のスプライシングに関連する新規遺伝子であると考えられた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
変異体スクリーニングは当初の計画どおり進んでいるほか、GWASによりMYB59のスプライシング制御に関わることが予想される新規遺伝子を同定することもでき、今後の発展が十分に期待できる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
（１）FLUCスプライシングリポーターを導入した突然変異体集団を用いて、MYB59のスプライシング異常を示す変異体をスクリーニングする。同時に、スクリーニング効率の向上を目的にGFPスプライシングリポーター植物の作成も進める。
（２）GWAS解析で同定されたProtein Kinaseの機能解析を進める。変異体を用いた低カリウム耐性やカリウム濃度の検証、他の低カリウム耐性関連遺伝子への発現パターンやスプライシングパターンへの影響を調査する。
（３）公共RNA-Seqデータを用いたメタ解析により、MYB59のスプライシングパターンと発現が相関するスプライシング制御因子を探索する。それら遺伝子の変異体を入手し、MYB59のスプライシングパターンを調査することで、MYB59のスプライシング制御因子の同定を目指す。
|
Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
