2018 Fiscal Year Research-status Report
Molecular mechanism of polyploidization in plants
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18K06288
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
小牧 伸一郎 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (50584588)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 紡錘体形成チェックポイント / ゲノム倍加 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者はこれまでに、植物細胞が継続的なストレスに晒されると、細胞周期チェックポイントの一つであるSpindle assembly checkpoint (SAC) をシャットオフすることでゲノム倍加を引き起こすことを見出した。本研究では「SACをシャットオフする機構」に注目し、上流因子としてSACの活性化に重要なMPS1そしてSACの下流として働き、ターゲットを直接阻害するBUBR1/BMF2の制御機構を理解することで、植物が高頻度で起こすゲノム倍加の原因を突き止めることを目的としている。
本年度はMPS1の機能に関わると考えられるChromosomal Passenger Complex (CPC)に注目し研究を行った。動物のCPCはAurora kinase, INCENP, SurvivinそしてBorealinの4種類のタンパク質複合体から構成されることが知られているが、植物ではこれまでSurvivinとBorealinのホモログが見つかっていなかった。研究代表者はこのうちBorealinのホモログをモデル植物であるシロイヌナズナで発見し、その機能解析を行った。その結果、植物のBorealinも動物と同様にキネトコアへ局在し、他のCPC構成因子であるINCENPとAurora kinaseと共局在することがわかった。また、シロイヌナズナに存在する3つのAurora kinaseのうち、Aurora kinase 3のみがCPCとして機能することを明らかとした。さらにCRISPRを用いてBorealinの変異体を作製したところ、knockout変異体は致死であることがわかり、その原因がおもに雌側の配偶子形成の異常によることを突き止めた。
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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
MPS1の制御に関与すると思われるChromosomal Passenger Complex (CPC)構成因子のBorealinホモログを植物で発見した。その機能解析から、植物も動物と同様に機能的なCPCを持つことを示すことができたため、本年度の目標は達成したと考える。
しかし、Borealinのknockout変異体が致死であるために、BorealinがMPS1の制御に関わっていることを証明するには至っておらず、来年度の課題として残っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Borealinのknockout変異体は致死であるため、Borealin変異体でのMPS1の局在解析や、SACの活性測定を行うことが出来ていない。
そこで本年度は誘導型のRNAiを用いることでBorealinの発現を一過的に抑制し、その植物体内でのSACの活性を調べることとする。
また、もう一つの研究課題であるBUBR1/BMF2の発現量とSACのシャットオフとの関係を明らかとするために、発現量が異なるBUBR1/BMF2植物体の選抜および確立を進める。
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| Causes of Carryover |
植物体からのタンパク質精製と免疫沈降を用いた実験を計画していたが、使用する植物体の確立に時間がかかったため実行できておらず、その分の費用を次年度に繰り越すことにした。使用計画に変更はなく、タンパク質精製と免疫沈降に関する物品を購入する予定にしている。
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