コケ植物におけるゲノムインプリンティングの解明

苔藓植物基因组印记的阐明

• 批准号: 22K19309
• 负责人: 嶋田 知生
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19309/
• 关键词: ゲノムインプリンティング; ゼニゴケ; 胞子体; コケ植物

ゲノムインプリンティングは有性生殖後の二倍体の細胞において、両親由来の２つの対立遺伝子の一方のみが発現して機能する現象である。発現量に差が見られる遺伝子はインプリント遺伝子と呼ばれ、主にオス側が発現するものとメス側が発現するものの両方が知られている。これまで、ゲノムインプリンティングは哺乳類と被子植物のみで知られていた。最近、ゼニゴケ胞子体の初期発生段階において、オス由来の遺伝子の大部分がサイレンシングを受けていることが報告された。これらの遺伝子のその後の発現変動については今後の解析が必要である。本研究では、恒常的に高発現することが知られているゼニゴケ遺伝子に着目し、そのプロモーターの下流に蛍光タンパク質Citrine遺伝子を融合させたコンストラクトをオス株に導入し、野生型メス株との交配実験を行った。その結果、発生中の胞子体においてCitrine蛍光が観察された。このことから、少なくともオス由来の導入遺伝子がずっと不活化されているわけではないことが判明した。インプリント遺伝子の発現制御には、DNAのメチル化やヒストン修飾が関与していることが知られている。そこで、メチル化酵素とCitrineの融合遺伝子を発現する形質転換ゼニゴケを作出し、Citrine蛍光の細胞内局在性やウエスタンブロット解析を行った。またこれまでに、互いに多型を示す複数のゼニゴケ系統を入手し、ゲノムのリシーケンスなどの解析を進めている。

基因组印记是一种现象，在这种现象中，只有从父母衍生的两个等位基因中的一个被表达并在性繁殖后在二倍体细胞中起作用。表达水平差异的基因称为印迹基因，主要被称为在男性侧和在女性侧表达的基因。到目前为止，基因组印记仅以哺乳动物和被子植物为名。最近，据报道，大多数男性衍生的基因在孢子体的早期发育阶段都在沉默。随后的这些基因表达变化需要未来的分析。在这项研究中，我们专注于鼻窦苔藓的基因，该基因已知是组成型高度表达的，并引入了一种构造，其中荧光蛋白柠檬酸基因将促进剂的下游融合到雄性菌株中，并用野生型女性菌株进行了交配实验。结果，在发育中的孢子菌中观察到柠檬碱荧光。这表明至少男性衍生的转基因并非始终被灭活。众所周知，DNA甲基化和组蛋白的修饰参与控制印迹基因的表达。因此，产生了表达甲基酶和柠檬碱之间融合基因的转化糖浆，并进行了柠檬荧光和蛋白质印迹分析的亚细胞定位。此外，已经获得了多种基因组样菌株，它们彼此表现出多态性，并且已经分析了基因组的重新取代和其他分析。

项目成果

Co-option of stomatal bHLH genes drives development of the seta in Marchantia

气孔 bHLH 基因的共同选择驱动地钱毛的发育

• DOI: 10.1038/s41477-022-01334-4
• 发表时间: 2023
• 期刊: Nature Plants
• 影响因子: 18
• 作者: Shimada Tomoo;Moriya Kenta C.
• 通讯作者: Moriya Kenta C.

Stomatal regulators are co-opted for seta development in the astomatous liverwort Marchantia polymorpha

• DOI: 10.1038/s41477-022-01325-5
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: Nature Plants
• 影响因子: 18
• 作者: K. Moriya;Makoto Shirakawa;Jeanne Loue-Manifel;Yoriko Matsuda;Yen-Ting Lu;K. Tamura;Yoshito Oka