| 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― |
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| 研究課題/領域番号 |
19H04857
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
西川 周一 新潟大学, 自然科学系, 教授 (10252222)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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| キーワード | 核膜融合 / 核膜タンパク質 / 化合物スクリーニング / ライブイメージング / シロイヌナズナ / ゼニゴケ / 雌性配偶体 / 重複受精 / イメージング / タンパク質構造解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
被子植物の有性生殖で観察される3回の核融合では、核膜同士が直接融合することで2つの核が融合する。われわれは、シロイヌナズナ有性生殖過程の核膜融合因子としてGex1を見いだした。本研究は、有性生殖過程の核膜融合の分子機構と、その初期発生における意義の解明を目指し、1）Gex1と複合体を形成する因子の同定、2）Gex1内腔側領域の構造と機能の解析、3）核融合過程を調節する低分子化合物の探索、4）基部陸上植物ゼニゴケを用いた、進化の観点からの核融合機構の解析、5）初期胚発生に対する受精時の精核融合の意義の解析、を行う。
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| 研究実績の概要 |
被子植物の有性生殖で観察される核融合では核膜同士が直接融合することで2つの核が融合する。われわれは、シロイヌナズナ有性生殖過程の核膜融合因子としてGEX1を見いだした。本研究では、核膜融合の鍵因子であるGEX1に着目し、シロイヌナズナ有性生殖過程の核膜融合の分子機構と、その初期発生における意義の解明を目的とする。
本年度はGEX1の欠損の結果、卵細胞と中央細胞の両方で受精時の精核融合が欠損し、その後の胚乳形成と胚発生が異常になることを明らかにした。受精時の精核融合が欠損した種子における初期胚発生過程のライブイメージング解析をおこない、胚発生の開始に受精時の精核融合は必要ないこと、種子によって初期発生の過程で融合しなかった精核と卵細胞核が融合するものと融合しないものが存在することが示された。
また、進化の観点からの核融合機構の解析を目指し、GEX1植物ホモログの機能解析を行った。Brassica rapaおよびイネのGEX1ホモログはgex1変異株の示す極核融合欠損を抑圧した一方で、ゼニゴケGEX1ホモログを発現してもgex1変異株の示す極核融合欠損は抑圧されなかった。被子植物GEX1ホモログ間で保存されている領域がGEX1の機能に重要であることが示唆された。
出芽酵母とシロイヌナズナの間には、有性生殖過程の核融合機構に共通性が見られる。昨年度に得られた、出芽酵母有性生殖過程の核融合を阻害する化合物について、得られた化合物が阻害する過程の検討を進め、核外膜融合の過程は阻害しないことを示した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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