公募研究
新学術領域研究(研究領域提案型)
植物の主要な光受容体フィトクロムB（phyB）は、PIFと呼ばれる転写因子群を介した転写制御により光シグナルを伝達すると、現在一般的に考えられている。しかし我々は大規模な順遺伝学的解析を徹底的に行い、その結果、phyBがPIFを介した転写制御に加えて、新奇スプライシング制御因子RRC1を介して選択的スプライシング制御も行うことを発見した。そこで本研究では、現時点で不明である、phyBによる標的遺伝子の選択的スプライシング制御の分子機構と光生理学的意義の解明を目指す。本年度は、フィトクロムによる選択的スプライシング制御の標的遺伝子をシロイヌナズナのゲノム内で網羅的に同定する目的で、次世代シーケンサーを用いたmRNA-seqを行い、フィトクロムシグナル依存的にスプライシングパターンを変化させる遺伝子をゲノムワイドに解析した。その結果、シロイヌナズナゲノム内にて、1000を超える遺伝子が、定常状態でのmRNA量を変化させることなく、その選択的スプライシングパターンを、フィトクロム依存的に、赤色光に応じて1時間以内に素早く変化させることが明らかとなった。さらに、Gene Ontology解析を行った結果、フィトクロムによる転写制御の主な早期標的遺伝子が、過去の報告通り転写因子であるのに対して、フィトクロムによる選択的スプライシング制御を赤色光照射後1時間以内に受ける主な遺伝子はRNAスプライシング関連遺伝子であることが明らかとなった。また、光シグナル伝達関連遺伝子にて、フィトクロムによる選択的スプライシング制御が有意に高頻度で認められ、その中でも特に、概日時計やCOP/DET経路の主要構成因子をコードする遺伝子がフィトクロムによる選択的スプライシング制御を有意に受けることが明らかとなった。
2: おおむね順調に進展している
本研究では、フィトクロムによる標的遺伝子の選択的スプライシング制御の1)分子機構と2) 光生理学的意義の解明を目指しているが、そのうち2)に対して、本年度にあげた成果によりその目標がある程度達成できたと考えられる。
フィトクロムによる選択的スプライシング制御の生理学的意義を明らかにするために、今回のmRNA-seqで同定された1000を超える標的遺伝子のうち、フィトクロムのシグナル伝達に重要であることが既に報告されているいくつかの特定の遺伝子について、フィトクロムシグナル依存的に生じるスプライスバリアントの生理機能を形質転換植物において調べるなどして、解析を進める。
すべて 2013
すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件)
Plant Physiology
巻: 162 ページ: 1529-1538
BMC Genomics
巻: 14 ページ: 786
