陸上植物における生殖細胞分化の鍵メカニズムの解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Determining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction |
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| Project/Area Number |
17H05841
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山岡 尚平 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (00378770)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 生殖細胞 / 配偶子形成 / 転写因子 / 陸上植物 / ゼニゴケ / bHLH / 生殖器官 / 発生・分化 / 生殖系列 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) BNB転写因子複合体の同定と機能解析：bHLHは一般に二量体形成して機能する。bHLH転写因子LRL/DROPもシロイヌナズナ花粉の精細胞形成に必要である(Zhang et al. Nat. Plants 2017)。LRLホモログはシロイヌナズナに５遺伝子、ゼニゴケに１遺伝子(MpLRL)あり、根系発生にも関わる(Breuninger et al. Curr. Biol. 2016)。本研究ではMpBNBとMpLRLの相互作用を示し、シロイヌナズナ転写因子ライブラリー(Mitsuda et al. PCP 2010)のスクリーニングによりBNB2とLRLの相互作用を示した（産総研・光田展隆博士との共同研究）。ゼニゴケのMpLRLノックアウト株は仮根形成に加え、MpBNB活性化による生殖器托形成を喪失した。したがって、LRLは多面的な機能をもち、BNBと結合して進化的に保存されたbHLH複合体を形成して生殖細胞分化に関わると考えられる。
(2) MpFGMYB/SUFによるゼニゴケ性分化の制御：MpBNBの標的候補の１つとして、メス特異的に発現する転写因子MpFGMYBを見出した。同遺伝子座の逆鎖ではSUFと名付けたノンコーディングRNAがオスで高発現していた。奈良先端大・中島敬二グループとの共同研究により、MpFGMYB/SUFは「双方向性の転写スイッチ」としてゼニゴケの性分化をコントロールしており、X染色体下ではMpFGMYBが発現してメス化を、Y染色体下ではSUFがMpFGMYBの転写をin cisで抑制することでオス化を引き起こすことを示した(Hisanaga et al., EMBO J. 2019)。
(3) MpBNBの標的遺伝子の機能解析：MpBNBの標的候補のひとつメチル基転移酵素遺伝子がゼニゴケ葉状体の発生制御に関わることを見出した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(37 results)
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[Journal Article] Loss of CG Methylation in Marchantia polymorpha Causes Disorganization of Cell Division and Reveals Unique DNA Methylation Regulatory Mechanisms of Non-CG Methylation.2018
Author(s)
Ikeda Y, Nishihama R, Yamaoka S, Arteaga-Vazquez MA, Aguilar-Cruz A, Grimanelli D, Pogorelcnik R, Martienssen RA, Yamato KT, Kohchi T, Hirayama T, Mathieu O.
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Journal Title
Plant Cell Physiol.
Volume: 12
Pages: 2421-2431
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Generative Cell Specification Requires Transcription Factors Evolutionarily Conserved in Land Plants2018
Author(s)
Yamaoka, S., Nishihama, R., Yoshitake, Y., Ishida, S., Inoue, K., Saito, M., Okahashi, K., Bao, H., Nishida, H., Yamaguchi, K., Shigenobu, S., Ishizaki, K., Yamato, K.T., and Kohchi, T.
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Journal Title
Current Biology
Volume: 28
Issue: 3
Pages: 479-486
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 陸上植物の生殖細胞分化に必要な転写因子BONOBOの同定と標的遺伝子の探索2018
Author(s)
山岡尚平, 西浜竜一, 吉竹良洋, 石田咲子, 井上佳祐, 齋藤美咲, 岡橋啓太郎, 包昊南, 西田浩之, 山口勝司, 重信秀治, 石崎公庸, 大和勝幸, 河内孝之
Organizer
日本植物学会第82回大会
Related Report
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[Presentation] ゼニゴケにおけるDNAメチル化制御2018
Author(s)
池田陽子, 西浜竜一, 山岡尚平, ARTEAGA‐VAZQUEZ Mario. A, GRIMANELLI Daniel, MARTIENSSEN Robert A., POGORELCNIK Romain, MATHIEU Olivier, 大和勝幸, 河内孝之, 平山隆志
Organizer
日本植物学会第82回大会
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[Presentation] 転写因子BONOBOは陸上植物の生殖系列細胞の分化に必要である2018
Author(s)
山岡尚平, 西浜 竜一, 吉竹良洋, 石田咲子, 井上佳祐, 齊藤美咲, 岡橋啓太郎, 包昊南, 西田 浩之, 山口勝司, 重信秀治, 石崎公庸, 大 和勝幸, 河内孝之
Organizer
第59回日本植物生理学会年会
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[Presentation] BONOBOs Are Evolutionarily Conserved Transcription Factors for Germ Cell Fate Determination in Land Plants2017
Author(s)
Shohei Yamaoka, Ryuichi Nishihama, Yoshihiro Yoshitake, Sakiko Ishida, Keisuke Inoue, Misaki Saito, Keitaro Okahashi, Haonan Bao, Hiroyuki Nishida, Katsushi Yamaguchi, Shuji Shigenobu, Kimitsune Ishizaki, Katsuyuki T. Yamato, Takayuki Kohchi
Organizer
The 65th NIBB Conference Renaissance of Marchantia polymorpha ‐the genome and beyond‐
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Int'l Joint Research
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