植物生殖細胞の初期発生を制御する遺伝システムの解明

• 研究課題/領域番号: 21678001
• 研究種目: 若手研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 育種学
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 野々村 賢一 国立遺伝学研究所, 実験圃場, 准教授 (10291890)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 69,550千円 (直接経費: 53,500千円、間接経費: 16,050千円); 2012年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円); 2011年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円); 2010年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2009年度: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円)
• キーワード: 植物 / 生殖 / 減数分裂 / RNA / 発生 / 遺伝子 / イネ

研究概要

生殖細胞の初期発生および減数分裂は遺伝の根幹をなす現象であり、その分子構造の解明は基礎・応用遺伝学的な観点から重要な課題である。本課題では、モデル作物であるイネの2つのRNA結合蛋白質MEL1とMEL2の機能解析を行った。MEL1は減数分裂初期過程の進行に重要な役割を担う。MEL1は主に21および24塩基長の短いRNA(mipsRNA)配列と結合することを明らかにした。またそれら配列をイネゲノムにマップし、遺伝子間領域に由来する700種類以上の蛋白質非コードRNA(lineRNA)から生合成されることを示した。MEL2は体細胞分裂から減数分裂への移行タイミングを制御する。更に本課題では、MEL2のRNA認識モチーフ(RRM)がAUリッチな配列(UUAGUU(U/A)(U/G)(A/U/G)U)に結合すること、同コンセンサス配列をもつ遺伝子がイネゲノム中に249個あることを見いだした。今後、本成果から2つのRNA結合蛋白質の直接的な制御下にある標的遺伝子が同定され、植物の生殖および減数分裂におけるRNA結合蛋白質を介した転写あるいは転写後制御ネットワークの理解が進むと期待される。

評価記号

検証結果 (区分)

A-

研究成果

• [雑誌論文] A novel RNA recognition motif protein is required for premeiotic GI/S-phase transition in rice (Oryza sativa L.) (2011)
  • 著者名/発表者名: Nonomura, K.I., Eiguchi, M., Nakano, M., Takashima, K., Komeda, N., Fukuchi S., Miyazaki, S., et al.
  • 雑誌名: PLos Genetics 巻: 7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ovule is a lateral organ finally differentiated from the termination floral meristem in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamaki, S., Nagato, Y., Kurata, N., Nonomura, K.I.
  • 雑誌名: Dev. Bial. 巻: 361 ページ: 208-216
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel RNA-recognition -motif protein is required for premeiotic G1/Sphase transition in rice (Oryza sativa L.) (2011)
  • 著者名/発表者名: Nonomura, K.I., 他9名(責任著者:Nonomura, K.I.)
  • 雑誌名: PLoS Genetics 巻: 7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ovule is a lateral organ finally differentiated from the terminating floral meristem in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamaki, S., 他3名(責任著者:Nonomura, K.I.)
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 351 ページ: 208-216
  • 査読あり
• [雑誌論文] 減数分裂 : 相方を探すための植物染色体のダイナミックな挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 米田典央、野々村賢一
  • 雑誌名: 生物の化学遺伝 巻: 63(5月号) ページ: 48-54
• [雑誌論文] 減数分裂:相方を探すための植物染色体のダイナミックな挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 米田典央、野々村賢
  • 雑誌名: 生物の科学遺伝(5月号)特集I:植物染色体の最前線 63 ページ: 48-54
• [雑誌論文] 受粉と受精 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢
  • 雑誌名: 種子の科学とバイオテクノロジー ページ: 13-16
• [学会発表] MEL1 Argonaute controlling early germ-cell development and meiosis in rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Nonomura, K. I.
  • 学会等名: Japan-China Joint symposium on Rice Developmental Biology
  • 発表場所: 別府、大分
  • 年月日: 2013-03-08
• [学会発表] MEL1 Argonaute controlling early germ-cell development and meiosis in rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Nonoura, K.I.
  • 学会等名: Japan-China Joint symposium on Rice Developmental Biology
  • 発表場所: Oita
• [学会発表] Biogenesis of small RNAs interacting with rice MEL1, a germ—cell specific AGO protein (2012)
  • 著者名/発表者名: Komiya, R., Ohyanagi, H., Niihama, M., Watanabe, T., Tsutsui, Y., Kaminuma, E., Kurata, N. Nonomura, K. I
  • 学会等名: Function and production of non—coding RNAs and their regulatory mechanisms, 35th Annual Meeting of Molecular Biology Society of japan
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] RNA—mediated regulatory systems for meiosis progression in rice. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nonomura, K. I.
  • 学会等名: Seminar in Temasek Life Sciences Laboratory
  • 発表場所: シンガポール
  • 年月日: 2012-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] RNAを介した植物減数分裂の遺伝的制御機構と細胞間コミュニケーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一
  • 学会等名: 日本遺伝学会第84回大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] イネ生殖特異的AGO, MEL1に結合するsmall RNAの生合成経路 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小宮怜奈、(6名略)、野々村賢一
  • 学会等名: 日本育種学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] イネ葯壁内層で特異的に発現する2つの転写因子パラログは減数分裂の進行に重要である (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野聖二郎、野々村賢一
  • 学会等名: 日本育種学会第122回講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] RNA recognition motif of rice MEL2 regulating transition from mitosis to meiosis binds to U-rich RNA conserved sequence (2012)
  • 著者名/発表者名: Saori Miyazaki, Ken-Ichi Nonomura
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] イネ生殖細胞特異的Argonaute蛋白質MEL1と結合するsmall RNAsの同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小宮怜奈, 9名略、野々村賢一
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] RNA-binding protein play central roles in germline cells to go through premeiosis and early meiosis in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Ken-Ichi Nonomura
  • 学会等名: Plant Reproduction for Food 2012
  • 発表場所: メルボルン、オーストラリア
  • 年月日: 2012-02-13
• [学会発表] RNA-binding protein play central roles in germline cells to go through premeiosis and early meiosis in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Nonomura, K.I.
  • 学会等名: Plant Reproduction for Food 2012
  • 発表場所: Melbourne, Australia
• [学会発表] RNA recognition motif of rice MEL2 regulating transition from mitosis to meiosis binds to U-rich RNA conserved sequence (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, S., Nonomura, K.I.
  • 学会等名: 第53回日本植物整理学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Biogenesis of small RNAs interacting with rice MEL1, a germ-sell specific AGO protein (2012)
  • 著者名/発表者名: Komiya, R., Ohyanagi, H., Niihama, M., Watanabe, T., Tsutsui, T., Kaminuma, E., Kurata, N., Nonomura, K.I.
  • 学会等名: 35th Annual Meet. Mol. Biol. Society of japan
  • 発表場所: Fukuoka
• [学会発表] イネ生殖細胞特異的Argonaute蛋白質MEL1と結合するsmall RNAsの同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小宮怜奈, 8名略、野々村賢一
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] A novel small RNA pathway regulates pre-meiotic germline development and cell division in plants (2011)
  • 著者名/発表者名: Ken-Ichi Nonomura
  • 学会等名: 日独二国間交流事業セミナー"Frontiers of Plant Chromosome Science : Centromeres and Artificial Chromosomes"
  • 発表場所: ガータスレーベン、ドイツ
  • 年月日: 2011-10-31
• [学会発表] イネGYPSY EMBRYO遺伝子は穂の枝分かれと花分裂組織の有限性を制御する (2011)
  • 著者名/発表者名: 山木辰一郎、長戸康郎, 野々村賢一, 倉田のり
  • 学会等名: 日本育種学会平成23年度秋季講演会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] イネ減数分裂における交叉型組換え干渉はシナプトネマ複合体ZYP1により制御される (2011)
  • 著者名/発表者名: 米田典央、野々村賢一
  • 学会等名: 日本育種学会第119回講演会
  • 発表場所: 横浜市立大学
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] イネ生殖細胞特異的Argonaute蛋白質MEL1と結合するsmall RNAsの同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小宮怜奈、野々村賢一, 他8名
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] イネ生殖細胞特異的Argonauteタンパク質MEL1と結合するsmall RNAsの同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小宮怜奈、野々村賢一ら
  • 学会等名: 第5回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] A novel small RNA pathway regulates pre-meiotic germline development and cell division in plants (2011)
  • 著者名/発表者名: Nonomura, K.I.
  • 学会等名: Frontiers of Plant Chromosome Research : Centromeres and Artificial Chromosomes
  • 発表場所: Germany
• [学会発表] 減数分裂前のイネ生殖細胞発生を制御する新規のRNA経路 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一、小宮怜奈、宮崎さおり
  • 学会等名: 日本遺伝学会第83回大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 植物の減数分裂前G1/S移行を制御する新規RRM蛋白質の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一, 他7名
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] イネ花粉突然変異体Tos0445の分子遺伝学的解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田健治、野々村賢一, 他8名
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] 植物の減数分裂への移行を制御するRNA結合蛋白質の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] イネ減数分裂におけるシナプトネマ複合体タンパク質ZYP1の機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 米田典央、野々村賢一
  • 学会等名: 日本育種学会第117回春季大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 植物の減数分裂への移行を制御するRNA結合蛋白質の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会ワークショップ
  • 発表場所: 中央大学
• [学会発表] 植物の減数分裂前G1/S移行を制御する新規RRMタンパク質の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一、永口貢、宮崎さおり、米田典央、宮尾安藝雄、廣近洋彦、倉田のり
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] What triggers the initiation of primordial plant germ cells? (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinichiro Yamaki, Ken-Ichi Nonomura
  • 学会等名: 32nd Annual Meeting of Molocular Biology Society of Japan
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] 植物が減数分裂を同調化させるメカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一
  • 学会等名: 第60回染色体学会年会
  • 発表場所: 松江市
  • 年月日: 2009-11-13
• [学会発表] Analysis of putative RNA-binding proteins promoting plant germ-cell development in rice (2009)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一, 他5名
  • 学会等名: 9th International Plant Molecular Biology Congress
  • 発表場所: St.Louis, USA
  • 年月日: 2009-10-27
• [学会発表] A rice gene regulating proper timing of the transition to meiosis (2009)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一
  • 学会等名: China-Japan Rice Developmental Biology Meeting
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 年月日: 2009-10-09
• [学会発表] イネの胚珠分化に異常を示す osmads 13変異体の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一, 他2名
  • 学会等名: 日本育種学会第116回講演会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 植物生殖細胞の初期発生過程における染色体ダイナミックス (2009)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一, 他1名
  • 学会等名: 日本遺伝学会第81回大会
  • 発表場所: 松本市
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Plant germ-cell development is supported by RNA-mediated genetic systems (2009)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一
  • 学会等名: The Opening Symposium of Plant Genomics and Breeding Institute
  • 発表場所: Soeul, Korea
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] Plant germ-cell development is supported by DNA-mediated genetic systems (2009)
  • 著者名/発表者名: Nonomura, K.I.
  • 学会等名: Symposium of Plant Genomics and Breed. Inst.
  • 発表場所: Seul, Korea
• [学会発表] What triggers the initiation of primordial plant germ cells? (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamaki, S., Nonomura, K.I.
  • 学会等名: 32nd Annual Meeting of Molocular Biology Society of Japan
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] A rice gene regulation proper timing of the transition to meiosis (2009)
  • 著者名/発表者名: Nonomura, K.I.
  • 学会等名: China-Japan Rice Developmental Biology Meeting
  • 発表場所: Hangzhou, China
• [学会発表] 植物が減数分裂を同調化させるメカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一
  • 学会等名: 第60回染色体学会年会
  • 発表場所: 松江
• [学会発表] 減数分裂の進行に必須のイネMEL2遺伝子はイネ科植物で保存されている (2009)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一、中野睦子、福地佐斗志、永口貢、宮尾安藝雄、廣近洋彦、倉田のり
  • 学会等名: 日本育種学会第116回講演会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Analysis of putative RNA-binding proteins promoting plant germ-cell development in rice (2009)
  • 著者名/発表者名: Nonomura, K.I., et al.
  • 学会等名: 9th Internat. Plant Mol. Biol. Congr.
  • 発表場所: St. Louis, USA
• [学会発表] What triggers the initiation of primordial plant germ cells? (2009)
  • 著者名/発表者名: Nonomura, K.I., Yamaki, S.
  • 学会等名: 32nd Ann. Meet. Mol. Biol. Society of Japan
  • 発表場所: Yokohama
• [図書] 「受粉と受精」、種子の科学とバイオテクノロジー (2009)
  • 著者名/発表者名: 野々村賢一
  • 出版者: 学会出版センター(原田久也監修)
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/ExpFarm/jweb/jtop/jlab.html
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/986/125.html
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/374/282.html
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/ExpFarm/jweb/jtop/jlab.html
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/ExpFarm/jweb/jtop/jlab.html