2つの鍵穴をもつ転写因子が父鍵と母鍵と結合することで胚の体軸が形成される

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
Project/Area Number	19H04859
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Biological Sciences
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	植田美那子名古屋大学, 理学研究科(WPI), 特任講師 (20598726)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2020-03-31
Project Status	Discontinued (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help	¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000) Fiscal Year 2019: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Keywords	植物 / 父母性因子 / 転写因子 / 胚発生 / 父母因子 / ライブイメージング
Outline of Research at the Start	植物も動物と同様に、父親に由来する精細胞と、母親に由来する卵細胞の融合によって受精卵が作られ、これが胚として発生することで、子供の形作りが実現する。研究代表者はこれまで、シロイヌナズナにおいて、父母に由来する因子群が協力することで、受精卵の極性化や胚のパターン形成を適切に進行させることを見出した。しかし、これらの父母因子が胚発生の何を制御するかという分子機構は未だ不明である。そこで本研究では、これらの因子の下流で働く因子を網羅的に同定し、その役割を明らかにすることで、父母の協働効果が次世代の形作りを担う分子機構を明らかにする。
Outline of Annual Research Achievements	新種が誕生するには、異種間での生殖によって生じた交雑胚が無事に発生する必要がある。しかし、同じ品種間の掛け合わせでさえ、交雑胚が奇形や致死になることが知られている。つまり、父母に由来する因子が適切に協働することが胚発生に重要だと考えられるが、どのような父母因子が胚発生の何を制御するのか、ほとんど分かっていなかった。そこで研究代表者は、被子植物であるシロイヌナズナを用いて、父母に由来する因子の制御下で胚発生を担うしくみを理解するべく、父母の両方から受精卵に持ち込まれて体軸形成を制御するWRKY2転写因子と父親（精細胞）からのみ持ち込まれる偽キナーゼであるSSP、母親（卵細胞）のみに由来するHDG11/12転写因子の三者に着目し、これらが協働することで、その下流で胚発生の何が制御されるのかを解明するべく、研究をおこなった。具体的には、これら父母性の鍵因子群の下流で働く遺伝子を網羅的に同定する新たな実験系を確立したとともに、これら因子の相互作用の結果として制御される、さまざまな細胞内事象を高精細にライブイメージングした。これらの成果について、本新学術領域の領域班会議で発表しただけでなく、国際シンポジウムにて招待講演を行った。また、受精卵の内部で起こるさまざまな細胞内事象をライブイメージングする系について、新規の方法論として公開した（Ueda et. al., Plant Embryogenesis (Methods in Molecular Biology, Springer Protocol), 印刷中）。
Research Progress Status	令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和元年度が最終年度であるため、記入しない。