Genome DNA dynamics in the transition from vegetative to reproductive growth stages

从营养生长阶段过渡到生殖生长阶段的基因组 DNA 动态

基本信息

批准号：
21K06225
负责人：
渡邊雄一郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

マイクロRNA(miRNA)は、真核生物のゲノム中にコードされるノンコーディングRNAの一種である。長さは20-22塩基長ほどで、植物における生活環のなかで発生制御、ストレス応答に関わる重要なタンパク質がmRNAから翻訳される段階を負に制御することで重要な制御機能を担っている。我々は陸上植物間で非常によく保存されたmiRNA種を同定、およびそれらの持つ生物学的意義を解析し、長い植物進化の中で保たれてきた遺伝子発現モジュールの機能を解析してきた。ゼニゴケのmiR529c-転写因子SPL2、miR319遺伝子座-RKD/MYB21のモジュールを乱すと、前者では栄養生殖から生殖成長への移行、令和4年度において後者では２次的栄養生殖器官の形成低下が起こることを確認した。いずれもシロイヌナズナにおけるオルソロガスなmiRNAと標的転写因子の間で見られる生命現象との共通性を窺わせた。生成から制御の解析を通じて陸上植物の成長過程や生殖成長移行への共通原理が理解できると考えられた。miRNAのプロセッシング・生成に関係するDCL1タンパク質（野生型、変異型）-蛍光タンパク質による相補型の組換えシロイヌナズナ植物体を確立し、miRNAのプロセッシングが起こる細胞内部位（プロセッシングゾーン）に関する観察を行なった。従来報告されているD-bodyというはっきりとした構造体は必ずしも確認できず、常に見出されるのは核内の細かい粒子状の局在であることが観察された。その数もかなりのものであった。機能を保持したDCL1アレルタンパク質も同様の局在を示した。興味深いことに細胞質にも顆粒状の局在が見られた。

MicroRNA (miRNA) 是真核生物基因组中编码的一类非编码 RNA。它长约20-22个碱基，通过负调控植物生命周期中参与发育控制和胁迫反应的重要蛋白质的mRNA翻译阶段来发挥重要的调节功能。我们鉴定了陆地植物中高度保守的miRNA物种，分析了它们的生物学意义，并分析了植物在长期进化过程中保留下来的基因表达模块的功能。扰乱地钱中的miR529c转录因子SPL2和miR319位点-RKD/MYB21模块会导致前者从营养繁殖向生殖生长转变，并在2020年减少后者次生营养生殖器官的形成。我证实，。所有这些发现表明在拟南芥中观察到的直系同源 miRNA 和靶转录因子之间的生物学现象具有相似性。人们认为，通过分析陆地植物从发生到调控的过程，可以了解陆地植物生长过程和生殖生长转变的共同原理。我们建立了一种重组拟南芥植物，其中参与 miRNA 加工和生产的 DCL1 蛋白（野生型、突变型）由荧光蛋白补充，并观察了发生 miRNA 加工的细胞内位点（加工区）。据观察，先前报道的明确定义的D体结构并不总是能够得到证实，并且总是发现的是细胞核内的细颗粒状定位。数量也相当大。保留功能的 DCL1 等位基因蛋白也显示出类似的定位。有趣的是，在细胞质中也观察到颗粒定位。