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RNAサイレンシング機構からみたメリステムの解析

公募研究

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 23012008
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) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
2012年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2011年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワードマイクロRNA / tasiRNA / 人為的機能抑制 / RNA分解 / シロイヌナズナ / 組織特異的抑制 / 分裂組織 / RNAサイレンシング / miRNA / P-body / RNA exosome / AGOタンパク質 / 翻訳因子
研究概要

miRNAやtasiRNAの合成・作用に関与するシロイヌナズナのRNA-dependent RNA polymerase 6(RDR6),ARGONAUTE 1(AGO1),DICER-LIKE PROTEIN 4(DCL4)遺伝子が、特に茎頂分裂組織、根端分裂組織、維管束系で強く発現していた。RNAサイレンシングで鍵となるRNA-induced silencing complex(RISC)のコア因子を構成するAGO1との結合タンパク質をMASS解析し、mRNAの3'-UTR配列と結合することが推測される因子候補があがった。その遺伝子は根端分裂組織、維管束系で強い発現、茎頂においては特有の発現を示す。
異所的に人為的な人工小分子RNAによる標的遺伝子の発現抑制を誘導する系を構築した。1つは葉肉細胞特異的なCAB3プロモーター下流に人工miRNAをデザインしていれた前駆体コンストラクトをつなぐものである。導入したシロイヌナズナのメリステムでは抑制効果による表現型は期待通りあらわれず初期発生への影響はない。一方で発生段階がすすんでから葉肉組織での発現が期待通り抑制された。エクソソームという3'-5'RNA分解酵素のサブユニットRPP44a遺伝子のT-DNA挿入変異株のホモ接合体は胚性致死となるが、今回構築した系では植物体はみかけ正常に発生がすすみ、種子もつけた。2つ目の系としてtasiRNAの一つTASIc前駆体RNAを改変し,二つの標的遺伝子を抑制する配列をタンデムに導入したものである。コンストラクトをシロイヌナズナに導入したところ、狙い通りにその2つの遺伝子発現の低下が確認され、機能破壊が行えることが明らかとなった。複数の冗長遺伝子の機能低減などを行う上で非常に利用価値のある系となった。
核から細胞質へと特異的にRNAを輸送する際に関わるTHO/TREX因子について解析したところ、特定のmiRNAがTHO/TREX因子に依存することが観察された。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] The role of decapping proteins in the miRNA accumulation in Arabidopsis thaliana2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Motomura, Quy T.N. Le, Naoyoshi Kumakura, Takashi Fukaya, Atsushi Takeda and Yuichi
    • 雑誌名

      RNA Biology

      巻: 9 号: 5 ページ: 644-652

    • DOI

      10.4161/rna.19877

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RNA Processing Bodies, Peroxisomes, Golgi Bodies, Mitochondria, and ER Tubule Junctions Frequently Pause at Cortical Microtubules2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hamada, Motoki Tominaga, Takeshi Fukaya, Masayoshi Nakamura, Akihiko Nakano, Yuichiro Watanabe, Takashi Hashimoto, Tobias I.Baskin
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 53 号: 4 ページ: 699-708

    • DOI

      10.1093/pcp/pcs025

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Loss of XRN4 function can trigger cosuppression in a sequence-dependent manner2012

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, M., C. Nanba, M. Saito, M. Kondo, A. Takeda, Y. Watanabe and M. Nishimura
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 53 号: 7 ページ: 1310-1321

    • DOI

      10.1093/pcp/pcs078

    • NAID

      10030963643

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] miR165/166 and the development of land plants2012

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi, J., Watanabe, Y.
    • 雑誌名

      Develop.Growth Differ.

      巻: 54巻 号: 1 ページ: 93-99

    • DOI

      10.1111/j.1440-169x.2011.01318.x

    • NAID

      10030405003

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NIMA-related kinases 6, 4, and 5 interact with each other to regulate microtubule organization during epidermal cell expansion in Arabidopsis thaliana2011

    • 著者名/発表者名
      H. Motose, T. Hamada, K. Yoshimoto, T. Murata, M. Hasebe, Y. Watanabe, T. Hashimoto, T. Sakai, and T. Takahashi
    • 雑誌名

      Plant J

      巻: 67 号: 6 ページ: 993-1005

    • DOI

      10.1111/j.1365-313x.2011.04652.x

    • NAID

      120004897844

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ウイルス抵抗性機構としてのRNA exosomeの機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      熊倉直祐
    • 学会等名
      日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      岐阜大学、岐阜市
    • 年月日
      2013-03-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of plant RNA exosome as a viral resistance factor2012

    • 著者名/発表者名
      Naoyoshi Kumakura
    • 学会等名
      Frontiers in Plant RNA Research 2012
    • 発表場所
      北海道大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-10-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Construction of microRNA expression system independent of DCL12012

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Tsuzuki
    • 学会等名
      Frontiers in Plant RNA Research 2012
    • 発表場所
      北海道大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-10-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of plant RNA exosome as a viral resistance factor2012

    • 著者名/発表者名
      Naoyoshi Kumakura
    • 学会等名
      The complex life of mRNA
    • 発表場所
      EMBL、ハイデルベルク、ドイツ(招待講演)
    • 年月日
      2012-10-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of RNA exosome as a viral resistance factor2012

    • 著者名/発表者名
      Naoyoshi Kumakura
    • 学会等名
      The XV International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
    • 発表場所
      国際交流会館、京都
    • 年月日
      2012-08-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるDCL1に依存しないmicroRNAの発現系の構築2012

    • 著者名/発表者名
      都筑正行
    • 学会等名
      日本植物細胞分子生物学会
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2012-08-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 植物はどのように病原体を感知するのか2011

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Watanabe
    • 学会等名
      シンポジウム明治大学植物病原体ストレスの多様性と宿主応答
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス(神奈川県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Postrranscriptional gene regulation mediated by small RNAs in plant cytoplasm2011

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Watanabe
    • 学会等名
      International Plant RNA workshop
    • 発表場所
      理化学研究所鶴見(神奈川県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] RNAi and Plant Gene Function Analysis-Methods and Protocols2011

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, Y.分担執筆
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      Humana Press
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://bio.c.u-tokyo.ac.jp/labs/watanabe/index.htm

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://gpes.c.u-tokyo.ac.jp/faculty-staff/health-and-security/yuichiro-watanabe.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://bio.c.u-tokyo.ac.jp/labs/watanabe/index.htm

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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