RNAサイレンシング機構からみたメリステムの解析

• 研究領域: 植物メリステムと器官の発生を支える情報統御系
• 研究課題/領域番号: 21027008
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 渡邊 雄一郎 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (60183125)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円); 2010年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円); 2009年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
• キーワード: 小分子RNA / tasiRNA / Processing Body / SGS3/RDR6 body / 植物ウイルス / RNAプロセッシング / メリステム / miRNA / プロセッシング / 核小体 / 発現制御 / 顆粒構造

研究概要

1)SGS3はRNA-dependent RNA polymerase 6(RDR6)と協働してウイルス由来のRNAに対する小分子RNA、内在性のTAS遺伝子を前駆体とする小分子RNAの生合成に関わる。このSGS3とRDR6が相互作用すること、さらに新規な構造体SGS3/RDR6-bodyとなづけた構造に局在することが明らかとなった。mRNAの分解や貯蓄を担うProcessing-body(P-body)とは独立の構造であった。このことで、tasiRNA生成の過程で中間体が細胞内で複雑に、複数の会合体間を移動することが示唆された。今後一過的な発現ではなく、ナチュラルに近い状態での発現におけるSGS3/RDR6-bodyの存在、組織依存性、発生時期依存性を明らかとする必要性がでてきた。
2)免疫沈降法によるAGO1と結合する3種類の候補タンパク質の解析をおこないかたわら、東京大学大学院理学系研究科の上田貴志氏に種々の細胞内膜系のマーカーを発現するラインをいただき、詳細なAGO1あるいはP-bodyとの関係を解析した。
3)AGO1,RDR6タンパク質の発現の組織特異性、発生時期特異性を検討するために、各遺伝子のプロモーター(2-3kb)下流にGUS遺伝子をつなぎ、形質転換体を作成した。双方の発現はメリステム近辺で強いが、AGO1タンパク質は発芽後一週間ほど、RDR6はむしろそれに遅れて10日過ぎに発現が多くなることを見いだした。今後SGS3についても同様のプロモーター解析を行い、SGS3/RDR6-bodyの時空間的機能解析の重要性が明らかとなり、解析を継続している。

研究成果

• [雑誌論文] Network modeling reveals prevalent negative regulatory relationships between signaling sectors in Arabidopsis immune signaling (2010)
  • 著者名/発表者名: Sato, M.
  • 雑誌名: PLoS Pathogen 巻: 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-scale analysis of full-length cDNA of tomato (Solanum lycopersicum) cultivar Micro-Tom, a reference system for Solanaceae genomics (2010)
  • 著者名/発表者名: Aoki, K.
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of aligned magnetic nanoparticles using tobam oviruses (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, M.
  • 雑誌名: NANO letters 巻: 10 ページ: 773-776
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of 3-nm platinum wires using a tobacco mosaic virus template (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, M.
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 39 ページ: 616-618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of amyloid beta-peptide accumulation in Tg2576 transgenic mice by oral vaccination (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishii-Katsuno, R.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Communication 巻: 399 ページ: 593-599
  • 査読あり
• [雑誌論文] 植物におけるmiRNAの生合成経路 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺雄一郎
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 61 ページ: 349-354
• [雑誌論文] 植物における小分子RNAの動態制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺雄一郎
  • 雑誌名: 生化学 巻: 82 ページ: 397402-397402
  • NAID: 10026425904
• [雑誌論文] SGS3 and RDR6 interact and colocalize in cytoplasmic SGS3/RDR6-bodies (2009)
  • 著者名/発表者名: Kumakura, N., Takeda, A., Fujioka, Y., Motose, H., Takano, R., Watanabe, Y.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 583 ページ: 1261-1266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression of putative transcriptional coactivator KELP interferes with Tomato mosaic virus cell-to-cell movement (2009)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, N., Ogata, T., Deguchi, M., Nagai, S., Tamai, A., Meshi, T., Kawakami S., Watanabe, Y.
  • 雑誌名: Mol.Plant Pathol. 10 ページ: 161-173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Caenorhabditis elegans KO2H8.1(CeMBL)as the functional ortholog of the mammalian MBNL proteins (2009)
  • 著者名/発表者名: Sasagawa, N., Ohno, E., Kino, Y., Watanabe, Y., Ishiura, S.
  • 雑誌名: J.Neuroscience Res. 87 ページ: 1090-1097
  • 査読あり
• [学会発表] 小分子RNAの細胞内・細胞間移動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邊雄一郎
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 中部大学・春日井
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] 植物の小分子RNAの理解とその応用の可能性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邊雄一郎
  • 学会等名: 日本RNA i研究会
  • 発表場所: グランドプリンスホテル 広島
  • 年月日: 2010-08-27
• [学会発表] 植物はRNAを介してどれだけの状況判断ができるのか (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邊雄一郎
  • 学会等名: RNAから植物を考える～植物RNA研究の最先端～
  • 発表場所: 北海道大学・創成研究機構
  • 年月日: 2010-08-26
• [学会発表] PCP論文賞 : The mechanism selecting the guide strand from small RNA duplexes is different among Argonaute proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺雄一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] Analysis of SGS3/RDR6-Body Related to Biogenesis of ta-siRNAs and vsiRNAs (2010)
  • 著者名/発表者名: 熊倉直祐
  • 学会等名: RNA Silencing Mechanisms in Plants
  • 発表場所: Santa Fe, New Mexico, USA
  • 年月日: 2010-02-22
• [学会発表] Analysis of localization of SGS3 and RDR6 in RNA silencing (2009)
  • 著者名/発表者名: 熊倉直祐
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] 植物のtasiRNA及びvsiRNA合成に関わるSGS3/RDR5-bodyの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 熊倉直祐
  • 学会等名: 日本RNA学会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2009-07-27
• [図書] Plant microRNA protocol book/Methods in Molecular Biology series (2010)
  • 著者名/発表者名: Tagami, Y., Watanabe, Y.
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: Human Press
• [図書] Processing of miRNA precursors In Plant microRNA protocol book (2009)
  • 著者名/発表者名: Kurihara, Y., Watanabe, Y.
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: Human Press
• [図書] 植物のナンセンス変異異存mRNA分解(NMD) (2009)
  • 著者名/発表者名: 堀孝一、渡辺雄一郎
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 分子生物学イラストレイテッド(植物バイオテクノロジーと遺伝子組換え食品, 改訂第3版) (2009)
  • 著者名/発表者名: 本瀬宏康、渡辺雄一郎
  • 総ページ数: 7
• [備考]
  • URL: http://bio.c.u-tokyo.ac.jp/labs/watanabe/ResearchTopics.htm