2019 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 | ゲノム倍加 / 染色体分離 / 紡錘体形成チェックポイント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は、植物が高頻度に起こすゲノム倍加と細胞周期のチェックポイントであるSpindle assembly checkpoint (SAC) の関係に注目し研究を行っている。
本年度はSACと協調してゲノムの安定性に寄与するChromosomal Passenger Complex (CPC) の機能解析を進めた。昨年度までにCPCの構成因子である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ていたが、knockout変異体が致死であったため機能解析を進めることが困難であった。そこで、RNAi技術を用いてBorealinのKnockdown変異体を新たに作製することで問題の解決をはかった。作製したBorealinのKnockdown変異体は生長が著しく阻害され、矮化することが分かった。そこで、染色体と微小管を同時に可視化できるマーカーを導入することで、根の分裂領域を詳しく解析したところ、染色体の分離がうまくいかないことにより細胞分裂に異常が生じていた。この異常の原因を探るために、シロイヌナズナの持つ3つのAurora kinaseのうち、CPCの触媒ユニットであると思われるAurora kinase 3をBorealinのKnockdown変異体内で可視化したところ、キネトコアへの局在が著しく低下していることが明らかとなった。つまり、植物のBorealinもCPCの構成因子として働くことが確認され、Aurora kinaseの局在を制御することで染色体の正確な分離に寄与していることがわかった。
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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
BorealinのKnockdown変異体作製に成功したことにより、植物におけるChromosomal Passenger Complex (CPC)の機能解析を行うことができた。その結果として、植物のBorealinタンパク質がCPCの構成因子として働くことを示せたことから、本年度の目標は達成したと考える。
しかし、CPCがSpindle assembly checkpointの活性に関与しているかどうかを調査することは出来ておらず、来年度の課題として残っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Chromosomal Passenger Complex (CPC)とSpindle assembly checkpoint(SAC)の関係性を明らかにするために、CPCの活性が低下した植物体でのSACの機能を測定することとする。具体的には、BorealinのKnockdown変異体にSACのマーカーであるBMF3-GFPおよび微小管マーカーであるRFP-TUA5を導入し、ストレス時のM期の長さを測定する。BorealinのKnockdown変異体が正常なSACを保持していれば、野生型と同様にM期が長くなる結果が得られるはずである。一方、CPCがSACの活性に関与していれば、BorealinのKnockdown変異体ではストレス時においてもM期の長さに変化は見られないと考えられる。本実験を通じて、植物でのCPCとSACの関係性を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
遺伝学を用いた実験が順調に進んだことから多くの時間を割いた。そのため、予定していたタンパク質関連の実験を次年度に行うこととした。
使用計画に変更はなく、予定通りタンパク質関連の実験を進めることとする。
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