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重複受精を制御する雌雄配偶子相互作用原理の追究;精細胞因子LGM1の解析

公募研究

研究領域植物新種誕生の原理―生殖過程の鍵と鍵穴の分子実態解明を通じて―
研究課題/領域番号 17H05832
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関千葉大学

研究代表者

井川 智子  千葉大学, 大学院園芸学研究科, 准教授 (00360488)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード重複受精 / 受精制御因子 / 被子植物 / 精細胞 / 配偶子 / 膜タンパク質 / 配偶子相互作用 / 雌雄配偶子相互作用
研究実績の概要

被子植物は ‘重複受精’と呼ばれる独特の受精様式を進化の過程で獲得している。重複受精では精細胞と卵細胞および精細胞と中央細胞の、2種類の雌雄配偶子ペア間の受精が行われる。受精した卵細胞は胚に、中央細胞は胚乳に発達して種子ができる。重複受精システムを基盤として、被子植物は種の存続だけでなく莫大な数の新種を創成してきた。2種類の受精ペアの確立は重複受精の成否を左右する重要な制御ステップである。近年の重複受精ライブイメージング研究では、雌雄配偶子の挙動と2つの配偶子ペア確立との関連性が見出されているが、制御因子についての知見はまだない。本研究では、新規重複受精因子の候補であるLGM1(以下、DMP9)の解析を行った。申請者の研究室ではシロイヌナズナDMP9が精細胞の細胞膜に特異的に局在し、かつDMP9発現抑制体において卵細胞に特異的な受精阻害が起こることを見出した。さらに、DMP9が減少して卵細胞の受精が阻害されても、精細胞は卵細胞に接着していることを証明した。この結果は卵細胞のみがDMP9を介して精細胞との接着を認識し、その結果2種類の雌雄配偶子ペアの確立を誘導する制御機構の存在を示唆した。本研究ではさらにDMP9発現をnullとしたDMP9欠損株を作出した。また、分子機能が全く不明であるDMP9タンパク質についてトポロジーと機能領域の解析を行い、両末端が細胞質側に配向していることを明らかにした。今後はこれの成果を足がかりに更なる関連分子や雌性側の相互作用因子の探索と機能追究を行う研究展開を進めており、最終的に重複受精を成立させるための、雌雄配偶子相互作用を担う「鍵と鍵穴」の原理に迫る。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] The male gamete membrane protein DMP9/DAU2 is required for double fertilization in flowering plants.2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi T., Mori, T., Ueda, K., Yamada, L., Nagahara, S., Higashiyama, T., Sawada, H., Igawa, T.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 145(23) 号: 23

    • DOI

      10.1242/dev.170076

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation of GFP-tagged plasma membrane protein from Arabidopsis egg cells2017

    • 著者名/発表者名
      Igawa, T., Yamada, L., Sawada, H., Mori, T.
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 34 号: 2 ページ: 119-123

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.17.0522a

    • NAID

      130006789291

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Loss of GCS1/HAP2 does not affect the ovule-targeting behavior of pollen tubes.2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi T., Honda K., Mori T., Igawa, T.
    • 雑誌名

      Plant Reproduction

      巻: 30 号: 3 ページ: 147-152

    • DOI

      10.1007/s00497-017-0305-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Analysis of a novel sperm cell surface-resident protein involved in double fertilization of Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Igawa, Taro Takahashi, Toshiyuki Mori, Lixy Yamada, Hitoshi Sawada, Kenji Ueda, Shiori Nagahara, Tetsuya Higashiyama
    • 学会等名
      25th International Congress on Sexual Plant Reproduction
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重複受精を制御する精細胞膜局在型タンパク質AtLGM1の解析2018

    • 著者名/発表者名
      高橋太郎、森稔幸、山田力志、澤田均、上田健治、永原史織、東山哲也、井川智子
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 被子植物の新規雄性受精因子LGM1のトポロジー解析2018

    • 著者名/発表者名
      福田真由、井川智子
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 花粉細胞膜可視化マーカーラインの作出2018

    • 著者名/発表者名
      大塚弓華子、井川智子
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GCS1発現抑制体における重複受精調査2018

    • 著者名/発表者名
      大橋ゆき乃、井川智子
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The gamete fusogen GCS1/HAP2 is not required for ovule targeting2018

    • 著者名/発表者名
      Taro Takahashi, Ken Honda, Toshiyuki Mori, Tomoko Igawa
    • 学会等名
      25th International Congress on Sexual Plant Reproduction
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topology analysis of a novel protein LGM1 involved in double fertilization2018

    • 著者名/発表者名
      Mayu Fukuda, Tomoko Igawa
    • 学会等名
      25th International Congress on Sexual Plant Reproduction
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on molecular players male and female gamete interaction during double fertilization.2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi T., Mori T., Yamada L., Sawada H, Ueda K., Nagahara S., Higashiyama T., Igawa T.
    • 学会等名
      代59回植物生理学会年会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Study on AtLGM1, a novel male gamete membrane specific protein.2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi T, Mori T, Igawa T
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Conference Asia,Plant Cell and Developmental Biology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fertilization in flowering plants; molecular players controlling interactions between male and female gametes during double fertilization.2017

    • 著者名/発表者名
      Igawa T.
    • 学会等名
      第50回日本発生生物学会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A method for isolation of specific Arabidopsis egg cell membrane protein without gamete isolation procedure2017

    • 著者名/発表者名
      Igawa T, Yamada L, Sawada H, Mori T
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Conference Asia,Plant Cell and Developmental Biology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 雄性配偶子膜特異的タンパク質AtLGM1の発現抑制によるシロイヌナズナの稔性低下について2017

    • 著者名/発表者名
      高橋太郎、森稔幸、山田力志、澤田均、井川智子
    • 学会等名
      第81回日本植物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ卵細胞膜タンパク質の精製2017

    • 著者名/発表者名
      井川智子、山田力志、澤田均、森稔幸
    • 学会等名
      第81回日本植物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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