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2018 年度 実績報告書

陸上植物における生殖細胞分化の鍵メカニズムの解明

公募研究

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―
研究課題/領域番号 17H05841
研究機関京都大学

研究代表者

山岡 尚平  京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (00378770)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード生殖細胞 / 配偶子形成 / 転写因子 / 陸上植物 / ゼニゴケ / bHLH
研究実績の概要

(1) BNB転写因子複合体の同定と機能解析:bHLHは一般に二量体形成して機能する。bHLH転写因子LRL/DROPもシロイヌナズナ花粉の精細胞形成に必要である(Zhang et al. Nat. Plants 2017)。LRLホモログはシロイヌナズナに5遺伝子、ゼニゴケに1遺伝子(MpLRL)あり、根系発生にも関わる(Breuninger et al. Curr. Biol. 2016)。本研究ではMpBNBとMpLRLの相互作用を示し、シロイヌナズナ転写因子ライブラリー(Mitsuda et al. PCP 2010)のスクリーニングによりBNB2とLRLの相互作用を示した(産総研・光田展隆博士との共同研究)。ゼニゴケのMpLRLノックアウト株は仮根形成に加え、MpBNB活性化による生殖器托形成を喪失した。したがって、LRLは多面的な機能をもち、BNBと結合して進化的に保存されたbHLH複合体を形成して生殖細胞分化に関わると考えられる。
(2) MpFGMYB/SUFによるゼニゴケ性分化の制御:MpBNBの標的候補の1つとして、メス特異的に発現する転写因子MpFGMYBを見出した。同遺伝子座の逆鎖ではSUFと名付けたノンコーディングRNAがオスで高発現していた。奈良先端大・中島敬二グループとの共同研究により、MpFGMYB/SUFは「双方向性の転写スイッチ」としてゼニゴケの性分化をコントロールしており、X染色体下ではMpFGMYBが発現してメス化を、Y染色体下ではSUFがMpFGMYBの転写をin cisで抑制することでオス化を引き起こすことを示した(Hisanaga et al., EMBO J. 2019)。
(3) MpBNBの標的遺伝子の機能解析:MpBNBの標的候補のひとつメチル基転移酵素遺伝子がゼニゴケ葉状体の発生制御に関わることを見出した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] A cis-acting bidirectional transcription switch controls sexual dimorphism in the liverwort.2019

    • 著者名/発表者名
      Hisanaga T, Okahashi K, Yamaoka S, Kajiwara T, Nishihama R, Shimamura M, Yamato KT, Bowman JL, Kohchi T, Nakajima K.
    • 雑誌名

      EMBO J.

      巻: 38 ページ: e100240

    • DOI

      https://doi.org/10.15252/embj.2018100240

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Loss of CG Methylation in Marchantia polymorpha Causes Disorganization of Cell Division and Reveals Unique DNA Methylation Regulatory Mechanisms of Non-CG Methylation.2018

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Y, Nishihama R, Yamaoka S, Arteaga-Vazquez MA, Aguilar-Cruz A, Grimanelli D, Pogorelcnik R, Martienssen RA, Yamato KT, Kohchi T, Hirayama T, Mathieu O.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 12 ページ: 2421-2431

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/pcp/pcy161

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Gibberellin Precursor Is Involved in Sexual Organ Formation in the Liverwort Marchantia polymorpha2019

    • 著者名/発表者名
      Rui Sun, Ran Wang, Ryunosuke Kusunoki, Keisuke Inoue, Ryuichi Nishihama, Shohei Yamaoka, Takayuki Kohchi
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] メチル基転移酵素ファミリー遺伝子による苔類ゼニゴケの生殖器官形成の制御2019

    • 著者名/発表者名
      川村昇吾,山岡尚平,楠龍之介,Rui Sun,西浜竜一,河内孝之
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 苔類ゼニゴケにおけるX染色体上の性決定遺伝子の探索2019

    • 著者名/発表者名
      岩崎美雪,山岡尚平,梶原智明,宮﨑基,末次憲之,吉竹良洋,西浜竜一,大和勝幸,河内孝之
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] MpBONOBO転写複合体による苔類ゼニゴケの生殖器官形成の制御2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤美咲,山岡尚平,吉竹良洋,光田展隆,西浜竜一,河内孝之
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 異所的な分裂組織を形成するゼニゴケeda1変異体の解析2018

    • 著者名/発表者名
      毛利遊野,大谷健人,山岡尚平,西浜竜一,河内孝之,高橋卓,本瀬宏康
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] ゼニゴケMarchantiapolymorphaと珪藻Nitzschiasp.NIES4239のゲノム解析2018

    • 著者名/発表者名
      望月孝子,谷澤靖洋,山岡尚平,西浜竜一,金澤建彦,Sean A. Montgomery,Chang Liu, Bence Galik,Frederic Berger,上田貴志,大和勝幸,河内孝之,谷藤吾朗,神川龍馬,中村保一
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 陸上植物の生殖細胞分化に必要な転写因子BONOBOの同定と標的遺伝子の探索2018

    • 著者名/発表者名
      山岡尚平, 西浜竜一, 吉竹良洋, 石田咲子, 井上佳祐, 齋藤美咲, 岡橋啓太郎, 包昊南, 西田浩之, 山口勝司, 重信秀治, 石崎公庸, 大和勝幸, 河内孝之
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
  • [学会発表] ゼニゴケにおけるDNAメチル化制御2018

    • 著者名/発表者名
      池田陽子, 西浜竜一, 山岡尚平, ARTEAGA‐VAZQUEZ Mario. A, GRIMANELLI Daniel, MARTIENSSEN Robert A., POGORELCNIK Romain, MATHIEU Olivier, 大和勝幸, 河内孝之, 平山隆志
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
  • [学会発表] 母性遺伝メカニズムの解明に向けたクラミドモナス有性生殖のゲノム編集アプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      浜地貴志, 山岡尚平, 鹿内利治, 西村芳樹
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
  • [学会発表] 転写因子BONOBOの機能に必要な相互作用因子の同定2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤美咲, 山岡尚平, 吉竹良洋, 光田展隆, 西浜竜一, 河内孝之
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
  • [学会発表] クローナル解析で究明する苔類ゼニゴケの無性芽発生パターンとオーキシン受容体MpTIR1の役割2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木秀政, HARRISON Jill, 嶋村正樹, 山岡尚平, 河内孝之, 西浜竜一
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会

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公開日: 2019-12-27  

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