減数分裂移行タイミングの制御に関与する植物生殖細胞顆粒の解析

参与控制减数分裂转变时间的植物生殖细胞颗粒分析

基本信息

批准号：
19J01894
负责人：
三村真生
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The University of Tokyo (2021)National Institute of Genetics (2019-2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J01894/
关键词：
イネ減数分裂細胞質RNA顆粒生殖顆粒

项目摘要

減数分裂は新たな遺伝子組み合わせを創出する重要な生殖過程の一つであり、その分子機構の理解は育種の効率化にもつながる可能性のある研究課題だと考えられる。本研究では、イネの減数分裂移行タイミングの制御に関わる細胞質RNA顆粒因子MEL2を中心に、植物生殖細胞の発生過程における体細胞分裂から減数分裂への移行を制御する分子メカニズムの一端を明らかにすることを目的とする。本年度は以下の解析を行った。(1)MEL2結合候補 RNAの発現解析: 前年度までに研究代表者はMEL2が結合する候補RNAを見出してきた。その中でも減数分裂への関与が疑われる候補RNAに対してMEL2がどのような影響を与えるか調べるため、野生型とmel2変異体を用いた発現解析を行った。その結果、候補RNA量はmel2変異体で減少していることが判明したため、MEL2はこれらRNAの安定性に寄与することで減数分裂への移行を制御している可能性が考えられた。(2)減数分裂におけるMEL2が持つドメインの機能解析: MEL2タンパク質が保存する機能ドメインや天然変性領域をそれぞれを欠損させた変異MEL2タンパク質をmel2変異体に導入し、RNA顆粒の形成および減数分裂に与える影響を調査した。その結果、LOTUSと呼ばれるドメインが顆粒の数を、天然変性領域の一つが顆粒サイズをそれぞれ負に制御することが明らかになった。特に、減数分裂への移行には天然変性領域による顆粒サイズの制御が大きな影響を与えることも判明した。動物と比較して植物の生殖細胞における細胞質RNA顆粒の知見は非常に乏しく、本研究で明らかになった知見は植物の減数分裂進行のみならず、生殖細胞顆粒の進化的保存性や多様性、およびRNA顆粒の動態制御の理解への一助となる新規性の高い成果だと考えられる。

减数分裂是创建新基因组合的重要生殖过程之一，理解它们的分子机制被认为是一个研究主题，可以提高繁殖效率。这项研究旨在阐明一种分子机制之一，这些机制调节植物生殖细胞发展过程中从体细胞分裂向减数分裂的过渡，重点是细胞质RNA粒细胞因子MEL2，该因子参与了水稻中减数分裂过渡时机的调节。今年，进行了以下分析：（1）MEL2结合候选RNA的表达分析：直到上一年，研究人员已经找到了MEL2结合的候选RNA。其中，使用野生型和MEL2突变体进行了表达分析，以研究MEL2对涉及减数分裂的候选RNA的影响。结果，发现候选RNA量减少了MEL2突变体，并且人们认为MEL2可以通过促进这些RNA的稳定性来控制对减数分裂的过渡。（2）对减数分裂中MEL2结构域的功能分析：将MEL2蛋白保守的功能结构域和自然变性区域的突变型MEL2蛋白引入MEL2突变体中，并研究了对RNA颗粒的形成和减数分裂的影响。结果表明，一个称为莲花的域负面控制颗粒的数量，而自然修饰的区域之一负控制颗粒的大小。特别是，还发现，自然修饰区域对颗粒大小的控制对过渡到减数分裂有重大影响。与动物相比，植物生殖细胞中细胞质RNA颗粒的发现非常差，并且本研究中揭示的发现被认为是一种新的结果，它将不仅可以帮助您了解植物的减数分裂进展，而且还可以帮助您了解生殖细胞颗粒的进化保护和多样性，以及RNA Granules的动态调节。