2022 Fiscal Year Research-status Report
RNAの転写後制御を介した葉原基分化の時間的調節機構の解明
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21K14833
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三村 真生 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (80790378)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | イネ / 葉間期 / 葉原基 / 発生・分化 / 翻訳調節 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、イネの葉間期(葉原基分化の時間的間隔)を調節するRNAの転写後制御を介した分子機構を明らかにすることを目的とする。今年度は以下の解析を行なった。
(1)RNA結合タンパク質PLA2が標的RNAの翻訳に与える影響を調べるために、野生型とpla2変異体の茎頂と若い葉原基をサンプリングし、DIAプロテオーム解析を行なった。その結果、野生型と変異体でそれぞれ1700弱のタンパク質が同定され、そのうちPLA2の標的候補遺伝子は88個と少なかったが、これらのタンパク質量は野生型と比べて変異体では減少している傾向が見られた。このことから、PLA2は標的RNAと結合し、その翻訳を促進する機能を持つことが推測された。今回サンプル数が少なかったため、今後再現性を確認する予定である。
(2)PLA2と結合する候補遺伝子のうち葉間期との関係が示されている遺伝子に対して、CRISPR/Cas9により結合すると考えられる3'非翻訳配列を欠損させた個体の作出を試みた。結果として、結合配列を含む一部の配列を欠損させた個体を少なくとも２系統得ることができた。世代促進をしたのち、得られた系統の葉間期や葉サイズなどの表現型解析を行い、欠損させた3'非翻訳配列の機能について考察を行う予定である。
(3)葉間期が短縮する表現型を亢進するインディカ品種背景の突然変異体を解析し、日本晴と交配して得られたF2世代の植物体を用いてMutmap法による原因遺伝子の同定を試みた。その結果、すでに葉間期制御に関わることが知られている酵素と相同性のある遺伝子のスプライシングサイトに変異を発見した。この遺伝子の発現は複数のpla変異体で上昇していたため、フィードバックによる発現制御が働く可能性が示唆された。
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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
PLA2が翻訳レベルの制御を行う可能性が示唆されたことや、3'非翻訳配列を欠損させたゲノム編集個体を得られたため、PLA2の機能を明らかにする上で鍵となる結果と材料が得られつつある。また、新しく葉間期に関わる遺伝子を同定することができ、イネにおける葉間期制御の全体像を把握する上でも重要な結果が得られたと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はプロテオーム解析の再現性を確認するとともに、3'非翻訳配列を欠損させたゲノム編集個体の表現型を解析し、PLA2が結合する配列が葉間期等に与える影響を調査する。また、PLA2が形成する顆粒構造について調べるため、共免疫沈降や既知RNA顆粒との共局在解析を行うとともに、葉原基分化と関わりが深い植物ホルモンのレポーターを用いて、この顆粒構造の挙動にこれら植物ホルモンが関与するかどうか調査する。
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| Causes of Carryover |
計画当初はリボソームプロファイリングを行うことを予定していたが、研究設備等の不足によりプロテオーム解析に切り替えた。今年度は条件検討も含めて反復が少なく、再現性を確認する必要性が生じたため、次年度に実験を再び行うこととした。また、PLA2と相互作用するタンパク質の同定に向けた解析や、抗体染色のための試薬に使用する予定である。
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