2018 年度研究成果報告書

シロイヌナズナ有性生殖過程の核膜融合機構の解析

研究課題

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研究課題/領域番号	16K07394
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	植物分子・生理科学
研究機関	新潟大学
研究代表者	西川周一新潟大学, 自然科学系, 教授 (10252222)
研究協力者	東山哲也名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 教授佐藤良勝名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任准教授栗原大輔名古屋大学, 大学院理学研究科, 特任講師丸山大輔横浜市立大学, 木原生物学研究所, 助教亀井保博基礎生物学研究所, 生物機能解析センター, 特任准教授浦和博子岐阜聖徳学園大学, 教育学部, 准教授和田敏実新潟大学, 大学院自然科学研究科, 大学院生 HWANG Dukhyum 新潟大学, 大学院自然科学研究科, 大学院生鈴木千晴新潟大学, 大学院自然科学研究科, 大学院生高橋梓新潟大学, 理学部, 学部学生長尾榛花新潟大学, 理学部, 学部学生
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	有性生殖 / 核融合 / 雌性配偶体 / 重複受精 / 膜融合 / シロイヌナズナ / ライブイメージング / 遺伝子発現誘導系
研究成果の概要	被子植物では、重複受精における2回の核融合と雌性配偶体形成時の中央細胞における極核融合の、合計3回の核融合が観察され、ここでは核膜の融合が必須となっている。本研究では、ライブイメージング解析と雌性配偶体特異的遺伝子発現誘導系を用いて、シロイヌナズナ有性生殖過程の核膜融合機構の解析を行った。その結果、小胞体分子シャペロンHsp70システムが、極核融合と精核融合の両方に必要であることを明らかにするとともに、受精とカップルした精核融合が正常な胚乳形成に必要であることを示した。また、極核の核膜融合過程で発現し機能する核膜タンパク質を同定するとともに、それらの機能解析を行った。
自由記述の分野	植物細胞生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	小胞体Hsp70システムが極核融合だけでなく受精時の精核融合でも核膜融合に必要であることが示され、シロイヌナズナ有性生殖過程で観察される核膜融合の分子機構には共通性があることが示唆された。核膜融合装置の実体はこれまで不明であったが、本研究によって核膜融合に必要な核膜タンパク質が複数同定された。これらを足がかりとした解析によって、核膜融合装置の解明が進むと期待される。また、体細胞ではほとんどおこらない核融合が、有性生殖過程では効率よく進行するメカニズムが明らかになることで、細胞融合による体細胞雑種作出の効率化などの応用面での展開も期待される。