2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of RNA metabolic periodicity to regulate cell competency for proliferation and differentiation in plants
Publicly Offered Research
| Project Area | Intrinsic periodicity of cellular systems and its modulation as the driving force behind plant development |
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| Project/Area Number |
20H05405
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大谷 美沙都 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (60435633)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | RNA代謝 / pre-mRNAスプライシング / RNA分解 / シュート再生 / 側根形態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、シュート再生過程をモデルとしたRNA 代謝周期とその変調の解明、およびRNA 代謝周期の変調を生み出す振動子の分子実体の解明を行う。これによって植物細胞の増殖・分化能を制御するRNA代謝周期の実像を描出し、植物発生・成長を支配する植物周期原理の理解の促進を目指している。2020年度は以下の成果を得た。
1) シュート再生過程をモデルとしたRNA代謝周期と変調の詳細解明
これまでの研究から、pre-mRNAスプライシングやリボソーム生合成、RNA品質管理（Non sense-mediated mRNA decay: NMD）に関する変異体が、強いシュート再生阻害を示すことが分かっていた。新規のシロイヌナズナ変異体解析の結果、mRNA分解異常変異体におけるシュート再生異常が確認された。さらにNMD不全変異体の解析を進め、芽生えを用いたロングリードシーケンス解析およびRNA-seq解析を行った。この結果、NMD不全変異体ではmRNA構造バリアント依存的な蓄積量異常が多く検出された。
2) RNA代謝周期の変調を生み出す振動子の分子実体の解明
シロイヌナズナ芽生えを細胞ストレス誘導剤で処理し、pre-mRNAスプライシング動態を調べたところ、プラスチド機能阻害剤がスプライシング制御を強く阻害することが分かった。さらに、プラスチド機能阻害剤処理による側根形態形成異常が、スプライシング異常変異体では緩和されることを見いだした。以上の結果は「プラスチドシグナルがスプライシング周期を変調させ、側根形態形成を制御している」という新たな仮説を導出する結果であった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
RNAラベリング実験に必要な試薬調達に遅れが見られたため、一部実験に遅れが認められたが、その他の解析については着実は進められた。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記解析を引き続き推進するとともに、新生RNAラベリングによるmRNA半減期のゲノムワイド解析を行う。さらにRNA代謝周期の変調によって制御されるmRNA種の同定を進める。
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