2019 Fiscal Year Research-status Report
Study of the mechanism of response to low potassium via modification of mRNA strucutres in plants
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18KK0426
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
西田 翔 佐賀大学, 農学部, 准教授 (40647781)
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2019 – 2021
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| Keywords | カリウム / 選択的スプライシング / 転写因子 / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、シロイヌナズナ由来の転写因子であるMYB59の機能解析を通して植物の低カリウム（K）応答における遺伝子発現制御機構を明らかにするとともに、MYB59 mRNAにおけるエキソン構造調節を介した低K応答機構の詳細を明らかにすることを目的としている。
1. MYB59の遺伝子発現制御機構の解明
ここでは、Chip-SeqとRNA-Seqの統合的解析により、MYB59が転写制御する下流遺伝子を探索することを目的としている。今年度は、Chip-Seqに用いるための、GFPを融合したMYB59を導入したMYB59欠損変異体（myb59）の形質転換体（MYB59pro.:MYB59-GFP）を作成した。これらの形質転換体は野生型と同程度の低K耐性を示し、また既に知られているMYB59の被制御遺伝子であるNPF7.3の発現が野生型と同程度に回復していたことから、MYB59-GFPがMYB59の機能を相補したことを確認した。
２．MYB59おけるエキソン構造調節を介した低K応答の解明
ここでは、低Kに応答してMYB59 mRNAのエキソン構造が調節されたときの下流遺伝子発現や体内K輸送に対する影響を明らかにすることを目的としている。このために、エキソン構造調節により生成されるMYB59のmRNAアイソフォームであるMYB59αとMYB59βのそれぞれにGFPを融合しmyb59に導入した形質転換体を作成した。MYB59α-GFPを発現する形質転換体は野生型と同程度のNPF7.3の発現量を示したことから、NPF7.3の発現制御におけるMYB59の機能をMYB59α-GFPが相補したことを確認した。一方、MYB59β-GFPを発現する形質転換体ではNPF7.3の発現量は回復しなかったことから、MYB59β-GFPはNPF7.3の転写制御能を持たないことが確認された。
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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
代表者の異動があったものの、解析に必要な材料の作成は計画どおり達成された。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. MYB59の遺伝子発現制御機構の解析
今年度作成したMYB59pro.:MYB59-GFPを+K/-Kで栽培し、得られた試料を対象にChip-Seq解析を行うことで、MYB59-GFPが結合する遺伝子領域を調査する。また、+K/-Kで栽培した野生型とmyb59の植物体を対象にした比較トランスクリプトーム解析を行いmyb59で転写量が変化した遺伝子を調査する。そしてこれら２つの解析結果を統合することでMYB59が転写制御する遺伝子群を同定し、MYB59が制御する低K条件下における生理応答を明らかにする。なお、以上のデータ解析は渡航先（オランダ）で行う計画であったが、Covid-19の影響を鑑みて、渡航先とリモートで議論を進めながら国内で解析を行うことを計画している。
２．MYB59おけるエキソン構造調節を介した低K応答の解析
今年度作成したMYB59pro.:MYB59α-GFPおよびMYB59pro.:MYB59β-GFPのNPF7.3転写活性をChip-PCRにより調査する。また、1の解析で明らかとなったMYB59の標的遺伝子についてもChip-PCRおよびRT-qPCRにより調査する。これにより、エキソンの構造調節が与える低K条件下における生理応答への影響を明らかにする。
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