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環境情報を適切に読み取り、配偶子 (生殖細胞) を着実に形成することは種の確立を可能とし、進化の原動力となった。日の長さ (日長) は、この環境情報の主要な因子の1つである。本研究申請では基部陸上植物である苔類ゼニゴケを用いて、この日長に応答しておこる生殖細胞系列分化制御の分子動態を明らかにすることを計画した。本研究採択時に 1) 日長認識の鍵因子 MpCDF による発現制御には日長(環境) シグナルをエピジェネティックな制御に変換するシステムが介在する可能性を示唆するデータを得ており、また 2) 生殖細胞系列分化のマスターとなる転写因子を単離したことから、ゲノム冗長性の少ないゼニゴケの特徴を活かして迅速かつ効率的にその日長に応答してダイナミックにクロマチン動態が変化する制御モデルを仮定し、そのモデルの妥当性を検証した。そこで、まずグルココルチコイド受容体 (GR) を融合したMpCDFを用いたRNA-seq解析を実施し、薬剤依存的に上昇するMpCDFの標的遺伝子の探索と同時にMpCDFの直接的な標的遺伝子の探索をCUT&RUNを用いて解析した。その結果、薬剤投与後非常に短時間で、生殖細胞系列分化のマスターとなる転写因子 (MpBNB) の発現上昇が認められた。さらにタンパク質合成阻害材 (CHX)を用いて再度解析するとMpCDFはMpBNBを直接的に誘導していると示唆され、その結論は、CUT＆RUN解析からも支持された。以上のことから、MpBNBの発現制御は、日長シグナルを直接的に受容することで、クロマチンの状態変化を起こし適切な時期に生殖成長へと転換するコケ植物の生存戦略が見えてきたと考えられる。
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