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2014 Fiscal Year Annual Research Report

植物の発生を支えるmicroRNAネットワークの解明

Publicly Offered Research

Project AreaMultidimensional Exploration of Logics of Plant Development
Project/Area Number 26113504
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

濱田 隆宏  東京大学, 総合文化研究科, 助教 (20452534)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywordsゼニゴケ / シロイヌナズナ / 植物 / microRNA / tudorドメイン
Outline of Annual Research Achievements

microRNAは相補的な配列を有するtarget mRNAの分解や翻訳抑制を通じてmRNAの転写後制御に関わる分子である。本研究では植物の発生に働く転写因子群を制御する主要miRNAネットワークをゼニゴケとシロイヌナズナを用いて明らかにすることを目的とする。
ゼニゴケを用いた研究として、ゼニゴケのsmall RNAを次世代シーケンサーにより解析した。その結果、8種類の陸上植物に保存されたmiRNAを同定した。さらに双子葉植物や単子葉植物、ヒメツリガネゴケでは報告されていないゼニゴケ特有のmiRNAを239種類同定した。次に陸上植物に保存された8種類の主要miRNAの過剰発現体を作出した。これらの過剰発現体は異常な形態を示し、ゼニゴケにおいてこれらのmiRNAが機能していることが示唆された。またmiRNA機能阻害型RNAの過剰発現体の作出も試みたが、機能阻害された植物体は得られなかった。
シロイヌナズナを用いた研究として、tudor (TD)タンパク質の機能解析を行った。TDタンパク質を欠失したT-DNA 挿入変異体は植物体の矮小化、花成促進、種子形成異常などを引き起こす。またGFP抗体を用いた免疫沈降実験によりTDタンパク質はAGO1やヒストンと結合することが示唆されていた。今年度はGFP融合TDタンパク質をnativeプロモーター下で発現させてイメージング解析を行い、TDタンパク質が核と細胞質顆粒に存在することを明らかにした。さらにTD-GFPとAGO1-GFPを用いた免疫沈降サンプルの主要miRNAをノーザンブロッティングで比較し、TDとAGO1に結合する主要miRNAの種類や量に大きな差がないことを明らかにした。さらにTD変異体を用いてマイクロアレイ解析を行い、TD変異体においてmiRNA よりもsiRNAのターゲットmRNAが大きく変動していることを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ゼニゴケにおける解析では次世代シーケンサーによる解析により、ゼニゴケのsmall RNAの全容を明らかにすることができ、成果が得られている。また異常な形態を示した8種類の主要miRNAの過剰発現体が作出できており、今後の解析によりゼニゴケのmicroRNAネットワークの解析が可能である。一方、miRNA機能阻害型RNAの過剰発現体は作成できていないことに関しては、様々な原因が考えられるため、解決するかどうかは不明である。シロイヌナズナにおける解析ではTDタンパク質の解析が順調に進んでおり、その機能が明らかになりつつある。これらの結果を総括し、「おおむね順調に進展している」と判断した。

Strategy for Future Research Activity

ゼニゴケで作出した8種類の主要miRNAの過剰発現体においてmRNAの増減を調べ、遺伝子冗長性が低いゼニゴケの特性を活かしたmicroRNAネットワークの解明を行う。さらに異常な形態が生じた原因を調べるために、発生過程の詳細な観察を行う。シロイヌナズナに関してはTDタンパク質の機能解析を更に進める。具体的にはTD 変異体におけるsmall RNA の種類や量、ヒストンやDNAのメチル化度合いの解析などを行う。

  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Lessons from in vitro reconstitution analyses of plant microtubule-associated proteins.2014

    • Author(s)
      Takahiro Hamada
    • Journal Title

      Front Plant Sci.

      Volume: 5 Pages: 409

    • DOI

      10.3389/fpls.2014.00409

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Microtubule organization and microtubule-associated proteins in plant cells.2014

    • Author(s)
      Takahiro Hamada
    • Journal Title

      Int Rev Cell Mol Biol.

      Volume: 312 Pages: 1-52

    • DOI

      10.1016/B978-0-12-800178-3.00001-4

  • [Presentation] 苔類ゼニゴケにおけるmicroRNAの機能解析2015

    • Author(s)
      都筑正行、藤本剛史、西浜竜一、 石崎公庸、栗原志夫、松井南、河内孝之、濱田隆宏、渡邊雄一郎
    • Organizer
      第56回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      東京農業大学(東京都・世田谷)
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [Presentation] シロイヌナズナにおける新規tudorタンパク質の機能解析2015

    • Author(s)
      塚田道雄、都筑正行、元村一基、深尾陽一朗、田村謙太郎、西村いくこ、渡邊雄一郎、濱田隆宏
    • Organizer
      第56回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      東京農業大学(東京都・世田谷)
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [Presentation] 植物オルガネラ輸送における微小管の役割2014

    • Author(s)
      濱田隆宏
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜)
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • Invited
  • [Presentation] RNA分解と翻訳抑制を介した発生制御2014

    • Author(s)
      濱田隆宏
    • Organizer
      日本植物学会第78回大会
    • Place of Presentation
      明治大学(神奈川県・川崎)
    • Year and Date
      2014-09-12 – 2014-09-14
    • Invited
  • [Presentation] ゼニゴケの形態形成におけるmicroRNAの機能解析2014

    • Author(s)
      都筑正行、藤本剛史、西浜竜一、石崎公庸、河内孝之、濱田隆宏、渡邊雄一郎
    • Organizer
      日本植物学会第78回大会
    • Place of Presentation
      明治大学(神奈川県・川崎)
    • Year and Date
      2014-09-12 – 2014-09-14

URL: 

Published: 2016-06-01  

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