Cell cycle regulation by super complex of transcription factors in plants

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K21088
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 鈴木 俊哉 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 助教 (80773712)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 細胞周期 / 転写因子

Outline of Annual Research Achievements

シロイヌナズナには、細胞周期を制御する転写因子複合体である動物のDREAM complexの構成因子であるE2Fのオルソログが6個存在し、E2FA～CとE2FD～Fの2つのグループに分けられる。今年度はE2FAの機能を完全に欠失した変異体を用いて、多重変異体の解析を行った。その結果、e2fa e2fb二重変異体は胚性致死の表現型を示すことがわかった。その原因は、雄性配偶体で起こる雄原細胞の分裂が阻害され、本来2つできる精細胞が1つしかできず重複受精に失敗することにあった。従ってE2FAとE2FBは細胞分裂に必須であり、その機能には冗長性があることが遺伝学的にも明らかとなった。一方で、e2fd e2fe e2ff三重変異体は植物体が小さくなるものの、致死とはならないことを昨年度に報告した。今年度は三重変異体の幼植物体を用いて、RNA-seqによる網羅的な遺伝子発現解析を行った。その結果、発現が上昇していた遺伝子の中に、E2FのターゲットであるG1/S期遺伝子が多く含まれることがわかった。これはe2fa e2fc二重変異体でも同様であったことから、シロイヌナズナにおけるE2Fの主要な機能は、G1/期遺伝子の抑制であることが示された。
今年度は、ヒトのDREAM complexを構成するLIN9のオルソログと推定されるALYの解析も進めた。GUSレポーターを用いてALY1とALY2のプロモーター解析を行ったところ、どちらも幼植物体の全体で発現し、発現のパターンは細胞周期特異的でないことが明らかとなった。また前年度に行ったaly1 aly2二重変異体のRNA-seqの結果を詳細に調べたところ、G1/S期遺伝子の変動がe2fa e2fc二重変異体と非常に似ていることがわかった。従って、ALYはE2Fと協働して多くのG1/S期遺伝子を制御していると考えられた。