2021 Fiscal Year Research-status Report
Plant genome plasticity resulting from the alteration of the M phase checkpoint
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21K06215
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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) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | M期チェックポイント / CPC複合体 / 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、植物細胞がストレスにさらされると、M期チェックポイントの活性を抑制することでゲノム倍加を引き起こすことを見出した。このM期チェックポイントはSpindle assembly checkpoint (SAC)とChromosomal passenger complex (CPC)の2つの複合体によって制御されている。動物のCPC複合体は、4つのタンパク質から構成されており、そのうちの1つであるSurvivinによって複合体がキネトコアに局在することで機能する。しかし、植物を含む多くの生物ではSurvivinのホモログが見つかっておらず、CPC複合体の細胞内局在機構は不明であった。本研究では、植物におけるSurvivinの機能的ホモログを見つけ出すことで、CPC複合体の局在がどのように規定されているかを明らかとし、植物特異的なM期チェックポイントの制御機構に迫ることを目指す。
本年度は、これまでに見出した植物のBorealinに結合するタンパク質であるBorealin-related interactor 1と2(BORI1とBORI2)が、植物においてSurvivinの機能的ホモログとして働くかどうかを調べた。動物のSurvivinは、BIRドメインを介してヒストンのリン酸化(H3T3ph)に結合することでキネトコアに局在する。そこで、BORIsのN末にあるFHAドメインに注目し、その機能をin vitroで調べた。すると、BORI1およびBORI2が持つFHAドメインもH3T3phへの結合能を持つことがわかった。また、両遺伝子の発現を抑制すると、CPC複合体の触媒ユニットであるAurora kinaseのキネトコア局在量が低下することがわかった。これらの結果は、植物のCPC複合体がBORI1とBORI2を介してキネトコアに局在することを強く示唆する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では、最初の2年間で植物におけるSurvivinの機能的ホモログを見つけ出すことを目標としていたが、BORI1およびBORI2の発現抑制体の作製が順調に進んだことにより、予定より早くホモログを同定できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ストレス条件下で起こる植物のM期チェックポイント解除機構はまだ不明である。しかし動物では、SACの活性維持にCPC複合体が関わっており、植物でもCPC複合体の関与が示唆される。そこで、ストレス条件下でのCPC複合体の挙動に注目することとする。特に、動物のSurvivinとは異なる構造を持つBORI1とBORI2は、植物特異的な解除機構において、重要な役割を果たしている可能性があることから、詳細な解析を行う予定である。具体的には、ストレス条件下でのBORI1とBORI2のキネトコア蓄積量の定量や、BORI1とBORI2の発現量とM期チェックポイント解除時間の相関などを調べる。
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| Causes of Carryover |
COVID-19により、現地参加を予定していた学会がオンライン開催になったため旅費が必要なくなった。また、in vitroによるタンパク質結合実験が順調に進んだため、必要な酵素類の購入が予定より少なくなった。
繰り越し分は、次の実験に必要である免疫沈降に関するキットおよび試薬の購入に使用する予定である。
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