2016 Fiscal Year Research-status Report
植物の有性生殖器官形成の新奇マスター転写因子の同定と機能解析
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15K07104
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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, 助教 (00378770)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 有性生殖 / 器官形成 / 環境応答 / 信号伝達 / 転写因子 / 陸上植物 / ゼニゴケ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度は、転写因子BONOBO (BNB)が苔類ゼニゴケの有性生殖器官形成のマスター制御因子であることを明らかにした。本年度はBNBの発現調節機構について、光環境の感知に関わる遺伝子のBNB発現調節における役割を解析した。まずBNBは光質・日長依存的に転写量が変化することを明らかにした。次に各遺伝子のノックアウト株を用いて、定量PCRによる発現解析およびBNBの誘導過剰発現解析を行うことで、BNBがこれらの因子の下流で働くことを示した。
次に、BNB発現の時空間パターンをより詳細に解析するために、蛍光タンパク質遺伝子 (Citrine)をBNBコーディング領域にノックインし、植物体内でのBNBタンパク質の可視化を行った。その結果、BNB-Citrineは光質依存的に葉状体先端部に蓄積し、生殖器の原基が形成されてから成熟するまでの間それらの組織の一部の細胞で発現しており、BNBは生殖器の形成時において、組織の一部で継続的に発現することが示唆された。
また、被子植物のBNBホモログの機能を明らかにするために、シロイヌナズナ変異株を取得した。遺伝学解析の結果、シロイヌナズナBNBホモログは配偶体の発生もしくは機能に関わることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は予定していた主要な研究についてほとんど成果を得ることができたと考えている。特にBNBの発現調節について、上流の調節因子との遺伝学的関係を明らかにすることができた。またノックイン株の作成に成功し、BNBの時空間パターンを詳細に明らかにする手がかりを得た。さらにシロイヌナズナBNBホモログの機能解析について見通しを得ることができた。ただし、本年度予定していたBNBの下流因子の候補遺伝子について解析を大きく進めることができず、来年度での課題である。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、上流の調節因子がどのようなメカニズムでBNBの転写調節に関わるかを明らかにする。特にBNBプロモーターへの結合を検討する。BNB-Citineノックイン株をより詳細に観察し、BNBが細胞レベルでどのように振る舞うかを明らかにする。シロイヌナズナBNBホモログの配偶体における機能を明らかにし、ゼニゴケでの機能との関係性を明らかにする。BNB下流因子の候補について、ゲノム編集などにより機能解析を行い、生殖器形成における役割を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
今年度では、予定していたBNB下流候補因子の機能解析を十分実施できなかった。また情報収集のための国際学会参加を予定していたが、進展の度合いから研究遂行を優先したことと、来年度での最終的な成果報告のため複数の国際学会に参加する予定に変更したことから、特に物品費・旅費において次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
BNB下流因子の機能解析のため、（１）ゲノム編集・ノックアウト・局在解析などのためのベクターの作成、（２）（１）のベクターを使用した形質転換植物の作成、（３）作成した形質転換植物のシークエンスなどによるチェック、（４）生殖器形成における表現型の観察を行う。また最終的な成果報告のため、複数の国際学会に参加する。
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[Presentation] Genome and Genomics in Marchantia polymorpha2016
Author(s)
Takayuki Kohchi, Katsuyuki Yamato, Kimitsune Ishizaki, Shohei Yamaoka, Ryuichi Nishihama, John Bowman
Organizer
EMBO Workshop New model systems for early land plant evolution
Place of Presentation
Vienna, Austria
Year and Date
2016-06-23
Int'l Joint Research / Invited
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