2019 Fiscal Year Annual Research Report
陸上植物の雌雄生殖細胞分化を担う鍵メカニズムの解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Determining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction |
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| Project/Area Number |
19H04860
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山岡 尚平 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (00378770)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生殖細胞 / 配偶子形成 / 転写因子 / 陸上植物 / ゼニゴケ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、植物における雌性生殖細胞分化の鍵因子の同定と、生殖細胞分化の鍵転写因子BONOBO (BNB)の機能発現のメカニズムの解明を目指す。(1)雌性生殖細胞分化の鍵因子の探索：シロイヌナズナのBNB-LIKE (BNL)は、雌性配偶体形成の極めて初期に発現することから、雌性生殖細胞分化に寄与すると考えられた。ゲノム編集によりBNLのコーディング配列内に変異をもつ株を得たが、雌性配偶体形成への明確な影響は見られなかった。(2) BNB機能発現の解析：進化的に保存された２つの転写因子BNBとLRLは相互作用すること、シロイヌナズナLRLは精細胞形成に、またゼニゴケのオルソログMpLRLは生殖器托形成に必要なことから、BNBとLRLは転写因子複合体として機能すると考えられる。今回、蛍光イメージング解析により配偶体でのLRLの発現を調べたところ、シロイヌナズナLRLは全ての花粉細胞核で、またMpLRLは生殖器托でそれぞれ発現していること、両者は生殖系列細胞の核でBNBと共局在することが示唆された。また、MpLRLが生殖器托形成に加えて生殖始原細胞分化にも必要かを調べるために、ゼニゴケMpBNB-Citrineノックイン株背景でゲノム編集を行い、MpLRLノックアウト株の取得を目指している。(3) BNB下流因子の探索：BNBは花芽の一部で限られた時期にしか発現しないため、発現細胞の単離が難しい。そこでBNBの誘導的異所発現系の構築を試みている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
(1)に関して、bnlノックアウト変異株がいずれも予想した表現型を示さなかったため、別のゲノム編集株を作成しており、目標としていた雌性生殖細胞分化因子の同定には至っていない。(3)に関して、BNB下流解析のための誘導発現系が効率よく目的の表現型を誘導しておらず、再検討を要する。一方、(2)については解析に必要なラインの単離の目処がたっており、最終年度において詳細な解析を目指す。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)に関して、ゲノム編集によりシロイヌナズナBNLの新しい独立なノックアウト系統を取得・解析し、雌性配偶体形成におけるBNLの役割を明らかにする。(2)に関して、生殖細胞分化におけるMpLRLの機能を明らかにする。(3)に関して、BNBの誘導発現系を確立し、下流因子同定のためのトランスクリプトーム解析等を進める。
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Research Products
(25 results)
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[Journal Article] Chromatin Organization in Early Land Plants Reveals an Ancestral Association between H3K27me3, Transposons, and Constitutive Heterochromatin2020
Author(s)
Montgomery SA, Tanizawa Y, Galik B, Wang N, Ito T, Mochizuki T, Akimcheva S, Bowman JL, Cognat V, Drouard L, Ekker H, Houng SF, Kohchi T, Lin SS, Liu LYD, Nakamura Y, Valeeva LR, Shakirov EV, Shippen DE, Wei WL, Yagura M, Yamaoka S, Yamato KT, Liu C, Berger F.
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Journal Title
Current Biology
Volume: 30
Pages: 573-588.e7
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Chromosome-level genome assembly of liverwort Marchantia polymorpha and updates of the genome database MarpolBase2020
Author(s)
Tanizawa Y, Yagura M, Sakamoto M, Mochizuki T, Montgomery SA, Galik B, Yamaoka S, Nishihama R, Yamato KT, Kohchi T, Berger F, Liu C, Nakamura Y.
Organizer
第61回日本植物生理学会年会
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[Presentation] Analysis of the Mechanism How Antisense lncRNA SUF Represses the Female Promoting Factor MpFGMYB in Marchantia polymorpha2019
Author(s)
Kajiwara T, Okahashi K, Hisanaga T, Miyazaki M, Iwasaki M, Yamaoka S, Nishihama R, Shimamura M, Yamato KT, Nakajima K, Kohchi T.
Organizer
Marchantia Workshop 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Update of MarpolBase to accommodate ver. 5.1 gene annotation2019
Author(s)
Tanizawa Y, Yagura M, Sakamoto M, Mochizuki T, Montgomery SA, Galik B, Yamaoka S, Yamato KT, Kohchi T, Nakamura Y, Liu C, Berger F.
Organizer
Marchantia Workshop 2019
Int'l Joint Research
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