植物におけるmRNA前駆体スプライシング制御機構とその生理的意義の解明

植物mRNA前体剪接控制机制及其生理意义的阐明

基本信息

批准号：
18870028
负责人：
大谷美沙都
金额：
$ 1.57万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18870028/
关键词：
SRD2 RID1 mRNA前駆体スプライシング活性分化全能性脱分化分裂組織形成 snRNA

项目摘要

本研究では、植物におけるmRNA前駆体スプライシングの動的制御機構とその生理的意義の解明を目標に解析を行っている。主な材料は脱分化、分裂組織形成に温度感受性を示すシロイヌナズナ突然変異体、srd2およびridlである。これまでにSRD2はsnRNA(small nuclear RNA)の転写活性化因子であり、RIDl遺伝子はRNAヘリカーゼをコードしていることを明らかにしてきた。まず、両変異体でみられる奇形側根形成に関して詳細な解析を行った。野生型におけるsnRNA量変動を調べたところ、初期の段階では原基の全細胞の核に多量のsnRNAが検出されたが、側根原基の形成終了前後に蓄積量が一旦大きく低下し、その後再び上昇するという興味深いパターンが見出された。srd2変異体では側根形成関連遺伝子の発現様式の撹乱とともに、snRNA量の顕著な低下が観察され、結果として正常な分裂組織を欠いた瘤状側根形成が観察された。以上は、分裂組織の構築・確立にはSRD2に依存したsnRNAの蓄積が重要であることを示しており、rid1変異体も同様の表現型を示すことから、snRNAとRID1の共通分子機能であるスプライシングの活性制御が分裂組織形成には不可欠であると考えられる。また、胚軸脱分化過程を対象としたタイリングアレイを行い、両変異が及ぼす遺伝子発現、特にスプライシングパターンへの影響の網羅的検出を試みた。これまでにいくつかの遺伝子についてスプライシング異常を確認している。スプライシング活性可視化のためには、様々なイントロン配列を導入した蛍光タンパク質遺伝子を複数作製し、形質転換植物体の作出を行った。さらにこれらと変異体の交配を進め、スプライシング活性異常をin vivo検出するシステム構築を行った。以上は今後の研究の基盤となる成果であり、これらを利用したさらなる解析を予定している。

这项研究旨在阐明植物中mRNA前体剪接的动态调节机制及其生理意义。主要材料是拟南芥突变体SRD2和RIDL，它们对去分化和分生化形成的温度敏感性。到目前为止，已经揭示了SRD2是SnRNA（小核RNA）的转录激活剂，并且RIDL基因编码RNA解旋酶。首先，对两个突变体中观察到的畸形根的形成进行了详细的分析。当我们研究野生型中SnRNA水平的变化时，我们发现了一种有趣的模式，其中在早期阶段，在原始细胞的所有细胞的细胞核中检测到大量的SnRNA，但是在横向根基形成之前和之后，积累量显着降低，然后再次上升。在SRD2突变体中，观察到SNRNA量显着降低，以及侧根形成相关基因的表达模式的干扰，导致动脉瘤样的横向根部形成缺乏正常的分生组织。以上表明SRD2依赖性SNRNA积累对于分生组织的构建和建立很重要，并且由于RID1突变体也表现出相似的表型，因此人们认为，控制剪接活性，SNRNA和RID1的共同分子功能，对于分子的共同形成至关重要。此外，我们进行了一个针对下胚层去分化过程的平铺阵列，并试图全面检测这两种突变对基因表达的影响，尤其是对剪接模式。已经证实了几种基因的剪接异常。为了可视化剪接活性，产生了具有各种内含子序列的多个荧光蛋白基因，并产生了转化的植物。此外，我们继续将它们与突变体交叉，并构建了一个检测体内异常剪接活性的系统。这些是将作为未来研究的基础的结果，并计划使用这些结果进一步分析。