2020 Fiscal Year Annual Research Report
Transcriptional and post-translational regulation of germ cell differentiation in land plants
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18K06285
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山岡 尚平 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (00378770)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生殖細胞分化 / 配偶子形成 / 転写因子 / 陸上植物 / ゼニゴケ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、陸上植物で進化的に保存された生殖細胞分化因子BONOBO (BNB)の遺伝子転写・翻訳後調節機構の解析を通じて、BNBの機能発現に重要なメカニズムとその進化について検証を試みた。(1) ゼニゴケMpBNBの転写調節機構の解析：MpBNBの機能発現に十分と考えられるゲノム領域に基づき、そのプロモーター配列を部分的に欠失させたレポーターを発現する植物を作成して調べたところ、その配列には、遠赤色光で補光した長日条件に応答してMpBNBの転写を活性化および抑制する領域が複数あることが分かった。(2)シロイヌナズナBNB2の転写調節機構の解析：シロイヌナズナのBNB2遺伝子上流域と、その配列を部分的に欠失したレポーターをそれぞれ発現する植物を作成して調べた。その結果、BNBの発現は花芽特異的であり、花粉発生の極めて初期から始まることが分かった。また、活性化に必要な領域を調べた。(3)翻訳後調節によるBNBの発現調節の解析：BNB機能の翻訳後調節の解析では、研究計画段階では想定していなかった、転写因子LRLの重要性を新たに見出した。シロイヌナズナ・ゼニゴケともにBNBは転写因子LRLと複合体を形成すること、BNBの機能はLRLに必要であり、特にゼニゴケではMpLRLは生殖器托形成に必要であることから、BNB-LRLは進化的に保存された転写因子複合体を形成して生殖細胞分化を制御することが示唆された。シロイヌナズナ花粉においてBNB2とLRLを可視化したところ、LRLは全ての花粉細胞で発現するが、BNB2の一過的発現に伴う共局在の後、両者は消失することが示唆された。BNBの翻訳後調節にはLRLとの相互作用が寄与する可能性がある。
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