多様なオーキシン応答を引き起こす転写調節機構の基本原理

触发不同生长素反应的转录调控机制的基本原理

基本信息

批准号：
12J07037
负责人：
加藤大貴
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J07037/
关键词：
ゼニゴケオーキシン信号伝達発生制御

项目摘要

本研究は苔類ゼニゴケをモデルにTIRI/AFB-AUX/IAA-ARF相互作用を介したオーキシン転写制御機構の有無とその役割について解析してきた。ゼニゴケ形態形成におけるオーキシン信号伝達の役割を調べるため、ステロイドホルモン依存的にオーキシン応答を抑制できる形質転換体を作成し、様々な成長段階での表現型を解析した。その結果、MplAAを介したオーキシン応答が細胞の分化・伸長に関わり、配偶体における腹側化の促進や器官発生、胞子体の発生など生活環全体にわたって多様な現象を制御していることが示唆された。またMpIAAとMpARFs間の相互作用をBiFC法とY2H法により解析した。その結果、MpIAAとMpARFsはMpARF3同士以外のすべての組み合わせで相互作用できることが明らかになり、またそれぞれの相互作用の強度には違いがあることも明らかになった。次にMpIAAがオーキシン依存的に分解されるかどうかを調べるため、MplAAの予測分解調節領域と蛍光タンパク質の融合タンパク質発現株を作成したところ、著しくタンパク質が不安定化されていることが明らかになった。さらに、ゼニゴケにおけるオーキシン応答遺伝子をRNA-seq解析により網羅的に探索した。その結果、既知のオーキシン応答遺伝子であるMpGH3を含む152の発現変動遺伝子候補を同定した。本研究の成果から、苔類ゼニゴケにおいてもAUX/IMの分解、AUX/IM-ARF相互作用を介した転写制御機構が保存されていることが明らかになった。またゼニゴケは他の植物種に比べて非常に単純なオーキシン信号伝達機構を用いて、様々な生理応答を制御していることも明らかになった。今後、それぞれのMpARFによる下流遺伝子の発現制御機構が研究されることで、単純な転写調節機構が複雑なオーキシン応答を生み出すメカニズムの理解が進むと期待される。

这项研究通过使用苔藓窦苔藓的TIRI/AFB-AUX/IAA-ARF相互作用分析了生长素转录调节机制的存在和作用。为了研究生长素信号在形态发生中的作用，创建了可以以类固醇激素依赖性方式抑制生长素反应的转化体，并在生长的各个阶段分析了表型。结果表明，MPLAA介导的生长素反应参与细胞分化和扩展，并在整个生命周期中控制各种现象，例如促进配子体，器官发育和孢子体发育中的腹侧化。 MPIAA和MPARF之间的相互作用也通过BIFC方法和Y2H方法分析。结果表明，MPIAA和MPARF可以与MPARF3以外的所有组合相互作用，并且还表明每种相互作用的强度都存在差异。接下来，为了研究MPIAA是否以生长素依赖性的方式降解，我们创建了一种融合蛋白，该融合蛋白表达了MPLAA和荧光蛋白的预测降解调节区域，并揭示了该蛋白质明显不稳定。此外，通过RNA-seq分析对Sinensis中的生长素反应基因进行了全面搜索。结果，发现了152个候选表达变异基因，包括MPGH3，一种已知的生长素反应基因。这项研究的结果表明，通过辅助/IM降解和辅助/IM-ARF相互作用的转录控制机制在苔藓窦苔藓中是保守的。还表明，与其他植物物种相比，杏仁苔藓使用非常简单的生长素信号传导机制来调节各种生理反应。希望通过研究每个MPARF对下游基因的表达控制机制，我们将能够提高对简单转录调节机制产生复杂的生长素反应的机制的理解。