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ゼニゴケ精子特異的膜タンパク質の受精における役割

Publicly Offered Research

Project AreaElucidation of Common Mechanisms for Allogeneic Authentication in Animals and Plants
Project/Area Number 24112715
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKinki University

Principal Investigator

大和 勝幸  近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (50293915)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2012: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Keywords基部陸上植物 / 精子 / トランスクリプトーム / プロテオーム / 膜タンパク質 / RNA-seq / プロタミン
Research Abstract

トランスクリプトーム解析で得られた雄器床特異的配列のうち,実際に精子でタンパク質として発現しているものを探索した。得られた候補配列の中に,電位依存性イオンチャンネル遺伝子が含まれていた。興味深いことに,この遺伝子のホモログは動物や藻類など鞭毛を有する生物種には広く分布し,被子植物には存在しない。従って,このイオンチャネルの鞭毛機能への関与が示唆される。
雄器床特異的に発現する転写産物に,塩基性アミノ酸に富むプロタミン様タンパク質をコードする遺伝子MpPRMが見いだされた。一般に,プロタミンは精子においてヒストンの代わりにDNAに結合している。MpPRM遺伝子に蛍光タンパク質Citrine遺伝子を融合させたコンストラクトPRMCを発現させたところ,精子そのものに強い蛍光が観察された。目視ではPRMC発現精子の運動能に異常は見られず,KClに対する正の走化性も観察された。野生株雌株とPRMC発現株を交配したところ,正常に胞子が形成された。得られた胞子の約半数がハイグロマイシン耐性を示した。以上の結果より,PRMC精子の稔性は正常であると結論づけた。さらに,野生株雌器床にPRMC精子懸濁液をかけ,30分後に造卵器を観察したところ,多数のPRMC精子が造卵器内に認めらた。一部のPRMC精子は卵に到達していた。コケ植物やシダ植物において,これまで造卵器内進入後の精子の挙動をリアルタイムで追跡することは難しかったが,今回作成したPRMC精子によりそれが容易になると期待される。さらに,配偶子が融合した後の精子核の挙動の観察にも利用できる。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (2 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 生殖研究のモデル植物としてのゼニゴケ2014

    • Author(s)
      大和勝幸
    • Journal Title

      作物研究

      Volume: 59

    • NAID

      130005401810

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Journal Article] 見えてきたゼニゴケゲノム2012

    • Author(s)
      大和勝幸
    • Journal Title

      BSJ-Review

      Volume: 3 Pages: 71-83

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] racterization of a protamine-like protein from the liverwort Marchantia polymorpha L.2014

    • Author(s)
      S. Tsukamoto, T. Motohashi, S. Hirao, K. Ishizaki, T. Kohchi, L. Yamada, H. Sawada, K.T. Yamato
    • Organizer
      第55回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      富山大学,富山県富山市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Transcriptomic and proteomic analysis of sperm of Marchantia polymorpha L.2013

    • Author(s)
      大和勝幸
    • Organizer
      第54回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2013-03-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Sex in the liverwort Marchantia polymorpha.2013

    • Author(s)
      K. T. Yamato
    • Organizer
      Marchantia Workshop 2013
    • Place of Presentation
      Yanakie, Victoria, Australia
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 殖研究のモデル植物としてのゼニゴケ2013

    • Author(s)
      大和勝幸
    • Organizer
      近畿作物・育種研究会 第175回例会
    • Place of Presentation
      近畿大学,和歌山県紀の川市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Sexual reproduction in Marchantia polymorpha - sex chromosomes and sperm chemotaxis.2012

    • Author(s)
      大和勝幸
    • Organizer
      International Marchantia Workshop 2012
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2012-11-16
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Sperm Chemotaxis in the Liverwort Marchantia polymorpha L.2012

    • Author(s)
      大和勝幸
    • Organizer
      International Symposium on the Mechanisms of Sexual Reproduction in Animals and Plants
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2012-11-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] 動植物の受精学(第5章「コケ・シダ植物の受精」を担当)2014

    • Author(s)
      大和勝幸
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      化学同人
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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