2023 Fiscal Year Annual Research Report
基部陸上植物の精子走化性におけるカルシウム輸送体の役割
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21K06237
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
大和 勝幸 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (50293915)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | コケ植物 / 精子 / 走化性 / 鞭毛 / カルシウムイオン / チャネル / ポンプ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではゼニゴケをモデルとして、植物における精子走化性の理解を目指している。これまでの研究でゼニゴケの精子走化性においてCa2+の関与が強く示唆されているため、電位依存性Ca2+チャネルのホモログMpVICSPER1遺伝子、Ca2+ポンプのホモログMpPMCA遺伝子およびCa2+結合ドメインであるEF-Handを有するMpCAPS遺伝子（構造上の特徴からMpCAFAと改称）について解析した。
MpVICSPER1の動物細胞での発現・解析は現在も進行中である。また、蛍光タンパク質融合コンストラクトを作成・導入したが、細胞内局在を特定するには至っていない。
MpPMCAについてはゲノム編集による機能欠損株を作成した。機能欠損変異体において葉状体および生殖器、精子の形態に明らかな異常は認められなかった。しかし、変異体精子の遊泳速度・直線性は低下し、造卵器への明確な誘引も観察されなかった。しかし、野生株より少ない傾向が観察されたものの、変異体精子により胞子のうが形成された。蛍光タンパク質mCitrineをN末端に融合したMpPMCAを機能欠損変異体にて発現させると、精子の遊泳速度・直線性が回復した。この機能的相補株精子において、mCitrineは2本ある鞭毛のうちの1本のみに局在していた。
MpCAFAについても同様の解析を行ったところ、変異体精子の遊泳速度・直線性が低下していた。しかし、造卵器への誘引を示し、受精によって胞子も形成された。mCitrineをC末端に融合したMpCAFAを機能欠損変異体にて発現させると、精子の遊泳速度・直線性が回復した。この機能的相補株精子において、mCitrineは2本の鞭毛の全長に渡って検出された。
以上の結果より、MpCAFAおよびMpPMCAは精子の正常な遊泳に必要とされるものの、精子走化性および受精には必須ではないことが示された。
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