2015 Fiscal Year Research-status Report
植物生殖細胞のnon-coding RNAネットワークモデル
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26870796
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| Research Institution | Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University |
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Principal Investigator |
小宮 怜奈 沖縄科学技術大学院大学, その他部局等, 研究員 (90631416)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ノンコーディングRNA / 生殖 / イネ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
被子植物の生殖において、花成、花器官の発生、減数分裂、及び、受精に関する知見が多いのにたいし、始源生殖細胞への分化、発生機構は、性の運命を決定する重要な現象にもかかわらず、遺伝学的・生化学的な知見は極めて乏しい。
本研究では、減数分裂前の生殖初期に、特異的に発現する700種以上の生殖non-coding RNAを軸に、植物生殖細胞発生のメカニズム解明を目指す。タンパク質をコードしないこれらのnon-coding RNAは、21塩基長のsmall RNAに切断され、イネの生殖細胞特異的に働くArgonauteタンパク質と結合することを報告している (Komiya et al., Plant J (2014)。
本年度、生殖non-coding RNA の転写を制御する上流制御因子の同定を試みた。候補となる上流制御因子の変異体解析、生殖non-coding RNAの発現解析、及び、GFPによる植物体作成を試みた。また、葉組織と葯組織を用いたゲノムワイドなDNAメチル化解析により得られた結果をもとに、生殖期におけるエピジェネティック制御機構の解明を行った。
また、実験医学のノンコーディングRNAテキストブックに植物のRNAiについて執筆した (小宮 怜奈,植物『コサプレッション』が先駆けとなったRNAi, 実験医学 2015;33 (20):26-7)。
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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
生殖non-coding RNAの転写制御機構を明らかにするため、生殖non-coding RNAの転写制御に関与する上流因子の同定を逆遺伝学により試みた。候補因子(RNR: Reproductive non-coding RNA regulated factor)の変異体では、いくつかの生殖non-coding RNAの発現が抑制されていた。この候補因子変異体は、不稔を示すことから、生殖non-coding RNAの発現を介した生殖制御に関与する可能性が示唆された。候補因子の抗体が非特異性を示したことから、候補因子にGFPを融合した植物体の作成を試みた。
700を超える生殖non-coding RNAが、生殖特異的な発現制御には、ダイナミックな核内分布やクロマチン制御を伴った転写機構が示唆される。そこで、ゲノムワイドなDNAメチル化解析を行った結果、生殖組織で特異的に、DNAのメチル化が変化している領域を同定した。しかし、これら同定領域と生殖non-coding RNAの発現に関連性がみられなかった。そこで、生殖特異的なメチル化を制御する因子を逆遺伝学的に同定することを試みた。
生殖期のDNAメチル化解析、及び、生殖non-coding RNAの転写メカニズム解明にむけた解析など、生殖細胞発生の機構解明において、総合的に研究を進めることができ、おおむね順調に研究が進んでいると評価した。
また、日本植物学会第79回大会にて、シンポジウム (Diverse physiological functions of plant non-coding RNA) を英語で主催した。海外で活躍する研究者を招待するなど、積極的に、国内外の植物non-coding RNA研究交流を深めることに努めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
生殖non-coding RNAの転写制御に関与する上流因子 (RNR) 変異体の生殖ステージにおける詳細な機能を解明する。また、トランスクリプトーム解析を行い、700種を超える生殖non-coding RNA群の網羅的な発現解析を行い、RNRによる生殖non-coding RNAsの転写制御機構を明らかにする。
さらに、今年度作成したGFP個体による、RNRの局在、及び、クロマチン免疫沈降を行い、RNR結合領域の同定を試みる。RNRの局在を介した生殖non-coding RNAの転写制御、及び、生殖細胞発生のメカニズムを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
2015年2月13日に第二子出産にともない、2015年1月から2015年3月まで、産前産後休暇を取得したことから、次年度への繰越を希望している。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上流因子、及び、生殖non-coding RNAの機能を明らかにするための分子生物実験試薬の購入、及び、多系統イネ育成用のバイオトロンを購入する予定である。
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