陸上植物有性生殖における核膜融合の鍵メカニズム
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 |
19H04857
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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 | Niigata University |
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Principal Investigator |
西川 周一 新潟大学, 自然科学系, 教授 (10252222)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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| Keywords | 核膜融合 / 核膜タンパク質 / 化合物スクリーニング / ライブイメージング / シロイヌナズナ / ゼニゴケ / 雌性配偶体 / 重複受精 / イメージング / タンパク質構造解析 |
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| Outline of Research at the Start |
被子植物の有性生殖で観察される3回の核融合では、核膜同士が直接融合することで2つの核が融合する。われわれは、シロイヌナズナ有性生殖過程の核膜融合因子としてGex1を見いだした。本研究は、有性生殖過程の核膜融合の分子機構と、その初期発生における意義の解明を目指し、1）Gex1と複合体を形成する因子の同定、2）Gex1内腔側領域の構造と機能の解析、3）核融合過程を調節する低分子化合物の探索、4）基部陸上植物ゼニゴケを用いた、進化の観点からの核融合機構の解析、5）初期胚発生に対する受精時の精核融合の意義の解析、を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
被子植物の有性生殖で観察される核融合では核膜同士が直接融合することで2つの核が融合する。われわれは、シロイヌナズナ有性生殖過程の核膜融合因子としてGEX1を見いだした。本研究では、核膜融合の鍵因子であるGEX1に着目し、シロイヌナズナ有性生殖過程の核膜融合の分子機構と、その初期発生における意義の解明を目的とする。
本年度はGEX1の欠損の結果、卵細胞と中央細胞の両方で受精時の精核融合が欠損し、その後の胚乳形成と胚発生が異常になることを明らかにした。受精時の精核融合が欠損した種子における初期胚発生過程のライブイメージング解析をおこない、胚発生の開始に受精時の精核融合は必要ないこと、種子によって初期発生の過程で融合しなかった精核と卵細胞核が融合するものと融合しないものが存在することが示された。
また、進化の観点からの核融合機構の解析を目指し、GEX1植物ホモログの機能解析を行った。Brassica rapaおよびイネのGEX1ホモログはgex1変異株の示す極核融合欠損を抑圧した一方で、ゼニゴケGEX1ホモログを発現してもgex1変異株の示す極核融合欠損は抑圧されなかった。被子植物GEX1ホモログ間で保存されている領域がGEX1の機能に重要であることが示唆された。
出芽酵母とシロイヌナズナの間には、有性生殖過程の核融合機構に共通性が見られる。昨年度に得られた、出芽酵母有性生殖過程の核融合を阻害する化合物について、得られた化合物が阻害する過程の検討を進め、核外膜融合の過程は阻害しないことを示した。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2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
(12 results)
