コケ植物における性決定機構の解明

阐明苔藓植物的性别决定机制

基本信息

批准号：
17J08430
负责人：
久永哲也
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
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

前年度、卵細胞において準備されたTALE型ホメオドメイン転写因子MpKNOX1が、受精を機に一過的に核移行することにより、雌雄前核の融合およびその後の胚発生を制御するということを見出した。しかしながら、MpKNOX1の核移行がどのように制御されているかは未解明であった。他のモデル生物における知見から、別のTALEホメオドメイン転写因子であるBELLが雄性配偶子から供給され、MpKNOX1を核移行させるという仮説を立て、本年度はこれを検証した。公開されているトランスクリプトームデータを探索したところ、MpBELL3およびMpBELL4の２つの遺伝子が雄性生殖器官特異的に発現していることを見出した。これらのMpBELL遺伝子の機能を解析したところ、雄性配偶子由来のMpBELL3/4がMpKNOX1の核移行を介して雌雄前核の融合およびその後の胚発生に寄与すると示唆された。これらの研究成果によりゼニゴケにおいてKNOX-BELLは受精時に胚発生を開始させる機能を持つことが明らかとなった。緑藻クラミドモナスではKNOX-BELLが、ゼニゴケと同様に受精直後の接合子特異的な遺伝子発現の開始に機能することが知られている。これらのことから、KNOX-BELLの受精時の機能は緑色植物に広く保存されたものであることが示唆される。一方で、被子植物においてKNOX-BELLは受精後の胞子体発生制御に機能しており、このことから陸上植物進化の過程でKNOX-BELLの機能が変遷していったと考えられる。以上のように本研究成果は、緑色植物に広く保存されたTALE型転写因子の機能の進化過程に関して重要な知見をもたらした。

在上一个财政年度，在卵细胞中制备的故事 - 型家用域转移因子mpknox1通过过度转移受精，可以控制鸡蛋的融合和随后的胚胎发展。但是，尚不清楚如何控制MPKNOX1核转变。从其他模型中的知识中，提出了一个假设，即贝尔（Bell）是雄性细菌提供的另一个故事的家乡转移因子，并过渡了mpknox1。在搜索已发表的转录组数据后，我们发现两个基因MPBell3和MPBell4在均匀的生殖器官中特别表达。对这些MPBELL基因函数的分析表明，男性生殖的MPBell3/4衍生的MPBELL3/4衍生的MPBELL3/4有助于pareants融合，并通过MPKNOX1的核转变来融合。这些研究结果表明，诺克斯 - 贝尔具有在Zenigoke施肥期间开始胚胎发育的功能。在绿色藻类樱花花莫纳斯（Monas）中，众所周知，诺克斯贝尔（Knox-Bell）的功能可以在受精后立即发出刺骨的特殊表达，例如Zenigoke。这些事实表明，诺克斯 - 贝尔受精的功能被广泛保存在绿色植物中。另一方面，诺克斯 - 贝尔（Knox-Bell）在基础植物中受精后的发生在发生，这被认为是在土地植物进化过程中诺克斯 - 贝尔的功能发生了变化。如上所述，这项研究的结果提供了有关不断存储在绿色植物中的故事型转移因子过程的重要知识。