Molecular functins of m6A mRNA modification in plant cell differentiation

m6A mRNA修饰在植物细胞分化中的分子功能

• 批准号: 22K06269
• 负责人: 田村 謙太郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Shizuoka
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06269/
• 关键词: 修飾mRNA; メチル化; エピトランスクリプトーム; 遺伝子発現; m6A mRNA; mRNA修飾; 高等植物; トランスクリプトーム; 細胞分化

本研究ではmRNA修飾による，細胞増殖期から成長分化期へのスイッチング機構を明らかにすることを目的としている．m6A (N6-メチルアデノシン)による修飾mRNAは細胞内に豊富に存在しているが，植物におけるその役割は不明である．シロイヌナズナIPOD1はm6A修飾mRNAの読み取り (reader) タンパク質をコードしており，その欠損変異体は欠損すると，細胞の増殖期から成長分化期への切り替えが早まる．この発見を足掛かりにm6A修飾mRNAを通じた新しい細胞分化機構を明らかにしたい．今年度は計画Ｃのm6A修飾mRNAの読み取りタンパク質ファミリーの機能解析を進めた．具体的にはIPOD1Lファミリーコードする各12種類の遺伝子の欠損変異体を単離した．それぞれの単独変異体は明確な表現型が見られなかったため．分子系統的に近縁なIPOD1L1, IPOD1L2, IPOD1L3, IPOD1L4遺伝子を同時に欠損した4重変異体を単離した．同時に，IPOD1L1の保存領域にアミノ酸置換を導入した優性変異体を作出した．これらの変異体は著しい成長不良を引き起こしており，野生型と比較して核相が昂進していることを見いだした．このことはIPOD1Lファミリーが細胞分化に関与していることを示唆している．さらにGFP融合タンパク質を用いた細胞内局在解析を行ったところ，IPOD1Lファミリータンパク質は細胞質に局在していること，熱ストレスによりストレス顆粒に局在を変化させることを見いだした．これらのことから，IPOD1Lファミリータンパク質はストレス応答に関与していることを示唆している．

本研究的目的是阐明通过mRNA修饰从细胞增殖期向生长分化期的切换机制。 m6A（N6-甲基腺苷）修饰的 mRNA 在细胞中大量存在，但其在植物中的作用尚不清楚。拟南芥IPOD1编码m6A修饰mRNA的阅读器蛋白，其缺失突变体的缺失加速了细胞从增殖期向生长分化期的转变。以这一发现为跳板，我们希望通过 m6A 修饰的 mRNA 阐明一种新的细胞分化机制。今年，我们对 Plan C 中读取 m6A 修饰 mRNA 的蛋白质家族进行了功能分析。具体来说，我们分离了编码IPOD1L家族的12个基因中每一个的缺失突变体。这是因为没有观察到每个单一突变体的明确表型。我们分离出一个四重突变体，该突变体同时删除了分子相关的IPOD1L1、IPOD1L2、IPOD1L3和IPOD1L4基因。与此同时，我们创建了一个显性突变体，在IPOD1L1的保守区域引入了氨基酸取代。我们发现，与野生型相比，这些突变体具有显着的生长缺陷和增强的核期。这表明IPOD1L家族参与细胞分化。此外，我们使用GFP融合蛋白进行细胞内定位分析，发现IPOD1L家族蛋白定位于细胞质中，并且在热应激时它们的定位改变为应激颗粒。这些发现表明IPOD1L 家族蛋白参与应激反应。

项目成果

気孔形成をかく乱する小分子化合物 Bubblin の標的因子の解析

破坏孔隙形成的小分子化合物 Bubblin 的目标因素分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 村上知暉，安西慎太郎，阪井裕美子，田村謙太郎，松田佳祐，今井敏郎，大越研人，佐藤安弘， 永野惇，岡義人，松下智直，嶋田知生

植物の温度形態形成はCOILINを介したCajal bodyに制御される

植物热形态发生由卡哈尔体通过 COILIN 控制

• 发表时间: 2022
• 作者: Fumika Ikeda;Kentaro Tamura;太田翔平，櫻井貴之，嶋田知生，田村謙太郎
• 通讯作者: 太田翔平，櫻井貴之，嶋田知生，田村謙太郎

膜を有さない核内構造体カハールボディはシロイヌナズナの高温への応答に関与している

卡哈尔体是一种无膜核内结构，参与拟南芥对高温的反应。

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroki Yagi;Iori Mihara;Atushi J. Nagano;Kentaro Tamura;Nobuyoshi Mochiuki;Akira Nagatani;Tomonao Matsushita;Tomoo Shimada;and Haruko Ueda;村上知暉，安西慎太郎，阪井裕美子，田村謙太郎，松田佳祐，今井敏郎，大越研人，佐藤安弘， 永野惇，岡義人，松下智直，嶋田知生;太田翔平，櫻井貴之，嶋田知生，田村謙太郎
• 通讯作者: 太田翔平，櫻井貴之，嶋田知生，田村謙太郎

Transcriptomics of plant hydathodes involved in releasing water droplets called guttation.

植物水泡的转录组学涉及释放水滴（称为点滴）。

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroki Yagi;Iori Mihara;Atushi J. Nagano;Kentaro Tamura;Nobuyoshi Mochiuki;Akira Nagatani;Tomonao Matsushita;Tomoo Shimada;and Haruko Ueda
• 通讯作者: and Haruko Ueda

気孔をもたないコケ植物ゼニゴケにおける気孔形成関連遺伝子の機能解析

地钱（一种没有气孔的苔藓）气孔形成相关基因的功能分析。

• 发表时间: 2022
• 作者: Yamori;W.;Kusumi;K.;Iba;K. and Terashima;I.;守屋健太，白川一，Jeanne Loue-Manifel，松田頼子，田村謙太郎，岡義人，松下智直，西村いくこ，Gwyneth Ingram，西浜竜一，Justin Goodrich，河内孝之，嶋田知生
• 通讯作者: 守屋健太，白川一，Jeanne Loue-Manifel，松田頼子，田村謙太郎，岡義人，松下智直，西村いくこ，Gwyneth Ingram，西浜竜一，Justin Goodrich，河内孝之，嶋田知生