陸上植物に共通するオーキシン-WIP経路の多面的な発生制御の原理を探る

探索陆地植物常见的生长素-WIP途径的多方面发育控制原理

基本信息

批准号：
21K15125
负责人：
加藤大貴
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K15125/
关键词：
ゼニゴケホルモンシグナル伝達進化

项目摘要

本研究ではゼニゴケをモデルに（１）WIPの標的遺伝子の網羅的探索と結合配列の推定、（２）生化学的・遺伝学的アプローチによるWIPと相互作用するタンパク質の探索、（３）組織特異的な複合体形成による下流応答制御の検証を計画しており、本年度は（１）、（２）について以下のような成果を得た。（１）クロマチン免疫沈降シーケンス解析（ChIP-seq）を行うために、昨年度はエストロゲン依存的にGFPタグを融合したWIPタンパク質を発現する株の作成を試みた。しかしエストロゲン処理により表現型を示す株が得られず、GFPタグがWIPの機能を阻害している可能性が考えられた。そこで本年度はタグをGFPよりも分子量が小さく機能阻害を起こしにくいと予想される3xFLAGに変更し、ゼニゴケへの形質転換を行った。その結果、エストロゲンによりWIP遺伝子の転写誘導と発生異常を示す株を得ることができた。また昨年度までに行ったWIPの過剰発現株と機能欠損変異体を用いたRNA-seq解析のデータを用いて、WIPによって発現が変動する遺伝子のプロモーター解析をおこなった。結果の一部についてはシロイヌナズナでの先行研究（Roldan et al., 2020）と一貫しており、WIPの機能に進化的な保存性があることが示唆された。（２）WIPが相互作用因子と協同して機能する場合、両者は同じ細胞で発現している必要がある。そこで既存のRNA-seqデータを集めたゼニゴケの遺伝子発現データベース（MarpolBaseExpression）を用い、WIP遺伝子と発現パターンが類似した遺伝子の探索を行った。その結果、WIPの上流で働くと考えられるARF1の他に７種類の転写因子が同定された。上記に加え、WIPの上流で働くオーキシン受容体の機能解析について京都大学の河内孝之教授、東京理科大学の西浜竜一教授のグループと共同研究を行い、その成果についてPlant Cell誌において論文発表を行った。

在这项研究中，Zenigoke是一个模型（1）WIP靶基因的估计以及结合序列的估计，（2）搜索与WIP与WIP与生化和遗传方法相互作用的蛋白质，（3） - 特定于我们计划通过形成复合材料来验证下游响应控制，今年我们获得了以下结果（1）和（2）。（1）为了执行染色质免疫沉积序列分析（CHIP-SEQ），我们试图创建一种表达结合雌激素依赖性GFP TAG的WIP蛋白的菌株。但是，可以想象的是，雌激素加工没有得到指示表达类型的菌株，而GFP标签可能抑制了WIP功能。因此，今年，将标签更改为3xflag，预计该标签将小于GFP，并且抑制功能的可能性较小，并转化为Zenigoke。结果，雌激素，我们能够获得显示WIP基因转移和异常发生的菌株。此外，使用RNA-seq分析数据使用去年执行的WIP过度应变和功能缺陷，对WIP波动波动的基因进行了启动子分析。一些结果与Sirini Nazuna的先前研究（Roldan等，2020）一致，这表明WIP功能已进化。（2）当WIP与相互作用因子合作起作用时，两者都必须在同一细胞中表达。因此，使用Zenigoke的Marpolbaseexpression收集了现有的RNA-Seq数据，用于搜索具有类似WIP基因和表达模式的基因。结果，除了ARF1外，还确定了七种类型的转录因子，这被认为是WIP上游的。除上述内容外，他还与京都大学的Takayuki Kawachi教授和东京科学大学的Ryuichi Nishihama教授进行了联合研究，并在《植物细胞》杂志上发表了关于WIP上游工作的AXIN受体功能分析的论文。。