Regulatory modules for sperm cell differentiation and functioning in basal land plants and their evolution

基础陆地植物精子细胞分化和功能的调节模块及其进化

• 批准号: 22H02646
• 负责人: 荒木 崇
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02646/
• 关键词: 精細胞; 父性ゲノム; 配偶子機能; 制御モジュール; ゼニゴケ; シロイヌナズナ

研究項目１　DUO1およびRWP1のCitrine knock-in株から Citrine蛍光ポジティブの造精器を摘出し、ChIPseq解析をおこない、両転写因子が精細胞分化過程で結合しているゲノム上の領域に関する良質の知見を得た。変異体における発現解析の結果と合わせて、DUO1によるRWP1遺伝子の、RWP1による３つの精細胞特異的H1バリアント遺伝子の直接的な制御が強く支持された。DUO1とRWP1の一過発現アッセイ実験については、系そのものは機能しているが、ポジティブな結果を得ることができなかった。DUO1あるいはRWP1の他にも必要な因子があると考えられる。被子植物ではこれまで全く見落とされていたRWP1および精細胞特異的と考えられるH1バリアント遺伝子を見出し、変異体の作出に着手した。DN4MT1A,B遺伝子の完全欠失変異体の精細胞の透過型電子顕微鏡観察からは、同遺伝子の精子核凝縮における役割を支持する結果は得られなかった。精細胞特異的な small RNA経路に関しては、隣接して存在するMpPIWIA, MpPIWIB遺伝子、第６染色体に座乗するPHAS遺伝子座のそれぞれの完全欠失変異体の作出に着手した。研究項目２　KNOX1遺伝子座の逆鎖からの lnc RNA転写(SUK1)を介した発現抑制に関しては、SUK1プロモータ上のRWP1結合モチーフを欠失させた変異体を２株取得した。その後得られたRWP1のChIPseqデータから欠失領域が不十分であることが考えられたため、新たな欠失変異体の作出を進めている。関連して、DUO1依存の精細胞特異的な選択的スプライシングの制御に関して、RNAseqデータの検証、MBNL遺伝子の変異体作出、RWP1-Citrine knock-in株用いた精細胞分化期の造精器の Iso-seq解析のためのサンプリングなどをおこなった。

研究项目1：从黄水晶敲入菌株DUO1和RWP1中提取黄水晶荧光阳性精子，并进行ChIPseq分析，以获得关于精母细胞分化过程中两种转录因子结合的基因组区域的高质量结果。它。结合突变体的表达分析结果，这有力地支持了 DUO1 对 RWP1 基因的直接调节以及 RWP1 对三个精子细胞特异性 H1 变异基因的直接调节。对于DUO1和RWP1的瞬时表达测定实验，虽然系统本身发挥了作用，但没有获得阳性结果。认为除了DUO1或RWP1之外，还有其他必要因素。我们发现了被认为是精子细胞特异性的 RWP1 和 H1 变异基因，这些基因在被子植物中被完全忽视，并开始创建突变体。透射电镜观察DN4MT1A、B基因完全缺失突变体的精子细胞不支持该基因在精子核浓缩中的作用。关于精子细胞特异性小RNA途径，我们开始创建相邻MpPIWIA和MpPIWIB基因以及位于6号染色体上的PHAS基因座的完全缺失突变体。关于研究项目2：KNOX1基因位点相反链的lnc RNA转录（SUK1）介导的表达抑制，我们获得了两个突变株，其中SUK1启动子上的RWP1结合基序被删除。根据此后获得的RWP1的ChIPseq数据，认为删除的区域不足，因此我们正在着手创建新的删除突变体。相关地，关于DUO1依赖性精母细胞特异性选择性剪接的控制，我们验证了RNAseq数据，创建了MBNL基因的突变体，并使用RWP1-Citrine敲入菌株研究了精子发生过程中精子的同构性 - 进行了seq采样。分析。

项目成果

ゼニゴケ配偶子器の発生におけるMpBZR3の役割

MpBZR3 在苔类配子发生中的作用

• 发表时间: 2022
• 作者: 古谷 朋之;三枝 菜摘;山岡 尚平;島津 舜治;山本 千愛;石崎 公庸;西浜 竜一;河内 孝之;福田 裕穂;笠原 賢洋;荒木 崇;近藤 侑貴
• 通讯作者: 近藤 侑貴

ゼニゴケの生活環におけるMpMS1の機能解析

MpMS1在地钱生命周期中的功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 三枝 菜摘;國本 完;肥後 あすか;神原 泉;冨田 由妃;井上 佳祐;山岡 尚平;荒木 崇
• 通讯作者: 荒木 崇

A guiding role of the Arabidopsis circadian clock in cell differentiation revealed by time-series single-cell RNA sequencing

• DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111059
• 发表时间: 2022-07-12
• 期刊: CELL REPORTS
• 影响因子: 8.8
• 作者: Torii, Kotaro;Inoue, Keisuke;Endo, Motomu
• 通讯作者: Endo, Motomu

ゼニゴケの生活環において多面的に機能する転写因子MpLRLの発現解析

MpLRL（一种在苔草生命周期中发挥多效性作用的转录因子）的表达分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 樅木 亮介;齊藤 美咲;吉竹 良洋;井上 佳祐;河内 孝之;荒木 崇;山岡 尚平
• 通讯作者: 山岡 尚平

コケ配偶体と花粉における生殖細胞分化の理解と制御に向けて

理解和控制苔藓配子体和花粉的生殖细胞分化

• 发表时间: 2022
• 作者: 山岡尚平;海老根一生;齊藤美咲;樅木亮介;吉竹良洋;上田貴志;光田展隆;西浜竜一;荒木崇;河内孝之
• 通讯作者: 河内孝之