2010 Fiscal Year Annual Research Report
イネの茎頂分裂組織構築における低分子RNAの役割
Publicly Offered Research
| Project Area | Plant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs |
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| Project/Area Number |
21027017
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
佐藤 豊 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 准教授 (40345872)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 孝征 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 特任助教 (50535797)
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| Keywords | イネ / 胚発生 / si-RNA / shootless / ta-siRNA / HD-ZIPIII / ETT/ARF / SAM |
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| Research Abstract |
高等植物の形作りの主要な場である茎頂分裂組織は胚発生の過程で形成され、その機能が維持されることにより植物の持続的な成長を支えている。これまでの研究によりta-siRNA経路による遺伝子発現制御がイネの茎頂分裂組織構築に重要な役割を果たしていることを明らかにした。本研究ではそのメカニズムの詳細を明らかにするためにイネのta-siRNA経路により生産される低分子RNAの網羅的発現解析をおこない、この情報を元に低分子RNAを介した転写後レベルまたはクロマチン構造レベルでの遺伝子発現制御による茎頂分裂組織構築機構を検討するta-siRNAの一つである、ta-siARFとその標的遺伝子ETT/ARFが茎頂分裂組織構築に関わるか否かを確かめるために、ETT/ARFのRNAiラインをshol変異体背景に作成し解析したところ、変異型の表現型が明らかに緩和したことから、shol変異体の表現型はETT/ARFに依存することが明らかになった。一方、ETT/ARFのta-siRNA耐性変異cDNAの向上発現プロモーターを用いた過剰発現体では表現型はshol変異体の表現型をコピーすることはできなかった。このことは、ETT/ARFの過剰発現だけが、shol変異体の表現型説明しないことを意味している。すなわち、ETT/ARFの茎頂分裂組織構築への関与は部分的であると考えられる。具体的にはta-siRNA経路が関わる未知の低分子RNAも茎頂分裂組織構築に関わると思われる。
そこで、野生型と変異体の間で低分子RNAの網羅的解析を行ったところ、新たなSHL/SHO経路の役割が見えてきた。イネのSHL/SHO経路(ta-siRNA経路)の突然変異体においては、遺伝子間領域の低コピー遺伝子座由来の低分子RNAの生産が亢進していることを見いだした。この低分子RNAの亢進がshol変異体で発現上昇しているDNA依存的RNA合成酵素の一つであるNRPD2bに依存するか否かを調べるために、shol変異体背景にNRPD2bのRNAiラインを作成し、表現型の観察を行っている。
また、shol変異体において、一部のsiRNAが過剰に蓄積していることから、ゲノムワイドなエピジェネティック変化が変異体に生じていることが予想された。そこで、shol変異体のDNAメチル化阻害剤やヒストン脱アセチル化酵素の阻害剤に対する感受性を調べた。その結果、sho変異体はこれらの薬剤への感受性が非常に高いことが明らかになった。
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[Journal Article] Gateway binary vectors with the bialaphos resistance gene, bar, as a selection marker for plant transformation.2010
Author(s)
Sinya Nakamura, Shoji Mano, Yuji Tanaka, Masato Ohnishi, Chihiro Nakamori, Masami Araki, Tomoko Niwa, Mikio Nishimura, Hironori Kaminaka, Tsuyoshi Nakagawa, Yutaka Sato, Sumie Ishiguro
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Journal Title
Biosci.Biotechnol.Biochem.
Volume: 74
Pages: 1315-1319
Peer Reviewed
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