側根形成時に細胞分裂の制限に働くミトコンドリアｍＲＮＡ転写後制御ネットワーク

线粒体 mRNA 转录后调控网络在侧根形成过程中限制细胞分裂

基本信息

批准号：
17J05722
负责人：
間宮章仁
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成31年度/令和元年度は、RNA編集とポリA付加の関係性について新たな知見を得た。これまでに、ミトコンドリアのccb2遺伝子、ccb3遺伝子のmRNAのC-to-U編集にRRD2が携わること、またこれらの遺伝子の機能不全シトクロムcの生合成に関わることから、rrd2変異体ではシトクロムc合成不全が生じていることを明らかにしていた。本年度は、rrd2変異体の表現型がミトコンドリア局在ポリAポリメラーゼAGS1の変異、ags1によって緩和することに注目し解析を行った。そうしたところ、rrd2ags1二重変異体ではRRD2の直接の標的と考えられるサイトにおけるRNA編集レベルは改善していなかったものの、rrd2変異体においてccb3遺伝子の多くのサイトにみられる不完全な編集レベルの低下が改善していることが見出された。また興味深いことにポリA分解に働くRRD1の変異体rrd1に関してもccb3遺伝子のRNA編集レベルが低下していること、シトクロムc量の減少がみられることがわかった。このことから、ポリA付加がccb3遺伝子のmRNAのRNA編集レベル低下を負に制御するメカニズムが存在することが示唆された。現在、ccb3遺伝子に特化した次世代シーケンス解析を行っており、これが完了すれば、RNA編集やポリA付加といったRNAプロセシングがccb3 mRNAが合成されてから分解するまでのどの段階でなされ、相互に影響を及ぼすのか明らかにすることができると考えられる。本年度は上記の他に、前年度までに明らかにしたROSを介した帯化側根の形成過程についてライブイメージング解析を行った。その結果、ROSが側根形成初期において原基辺縁細胞の分裂活性化を引き起こしている様子を捉えることができた。また、この過程が植物ホルモンのオーキシンの濃度勾配形成の変化を介さずに起きることを見出した。

在2019财年/令和1年度，我们获得了关于RNA编辑和polyA添加之间关系的新知识。到目前为止，RRD2 已被证明参与线粒体 CCB2 和 CCB3 基因 mRNA 的 C 到 U 编辑，并且当这些基因功能失调时参与细胞色素 c 的生物合成，很明显出现了问题。今年，我们的分析重点是 ags1（线粒体定位的多聚腺苷酸聚合酶 AGS1 中的一种突变）减轻了 rrd2 突变体的表型。尽管rrd2ags1双突变体中被认为是RRD2直接靶标的位点的RNA编辑水平没有提高，但在rrd2突变体中，cccb3基因中许多位点观察到的不完全编辑水平有所降低。有趣的是，还发现RRD1的突变体rrd1中cccb3基因的RNA编辑水平和细胞色素c的量降低，从而作用于polyA降解。这表明存在一种机制，通过这种机制，polyA的添加可以负向调节cccb3基因mRNA的RNA编辑水平的降低。我们目前正在进行针对CCB3基因的下一代序列分析，一旦完成，我们将能够确定从CCB3 mRNA合成到降解，RNA加工（例如RNA编辑和polyA添加）是在哪个阶段进行的，以及它们如何相互作用，人们认为这将有可能澄清是否存在影响。除此之外，今年我们还对前一年揭示的 ROS 介导的带状侧根形成过程进行了实时成像分析。因此，我们能够了解ROS如何在侧根形成的早期阶段诱导原基边缘细胞的分裂激活。我们还发现，这个过程的发生没有改变植物激素生长素的浓度梯度形成。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

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专利数量（0）

シロイヌナズナの側根形成初期過程において高温下で過剰な細胞分裂をもたらすミトコンドリア異常の解析

拟南芥侧根形成早期高温下导致细胞过度分裂的线粒体异常分析。

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Satake A;Sakurai G;Kinoshita T;間宮章仁
通讯作者：
間宮章仁

シロイヌナズナの側根原基形成における非対称細胞分裂の終結制御とミトコンドリア機能および温度との関係

拟南芥侧根原基形成过程中不对称细胞分裂终止的控制及其与线粒体功能和温度的关系

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Harunori Kawabe;他;間宮章仁，大塚蔵嵩，山本荷葉子，八木祐介，中村崇裕，野崎守，佐藤康，上田貴志，蜂谷卓士，野口航，平山隆志，杉山宗隆
通讯作者：
間宮章仁，大塚蔵嵩，山本荷葉子，八木祐介，中村崇裕，野崎守，佐藤康，上田貴志，蜂谷卓士，野口航，平山隆志，杉山宗隆

Restrictive role of mitochondria on pericycle formative cell divisions during lateral root initiation

侧根起始过程中线粒体对中柱鞘形成细胞分裂的限制作用

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akihito Mamiya;Kurataka Otsuka;Kayoko Yamamoto;Mamoru Nozaki;Yusuke Yagi;Takahiro Nakamura;Takashi Ueda;Takashi Hirayama;Munetaka Sugiyama
通讯作者：
Munetaka Sugiyama

Analysis of mitochondrial RNA processing factors involved in lateral root development

侧根发育涉及的线粒体RNA加工因子分析

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akihito Mamiya;Kurataka Otsuka;Kento Kobayashi;Yusuke Yagi;Takahiro Nakamura;Takashi Hirayama;Munetaka Sugiyama
通讯作者：
Munetaka Sugiyama