基部陸上植物ゼニゴケの胞子をモデルとした単細胞における不等分裂メカニズムの研究

以基础陆生植物地钱孢子为模型研究单细胞不等分裂机制

• 批准号: 22KJ2244
• 负责人: 酒井 友希 (2022-2023)
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2244/
• 关键词: 植物; 非対称分裂; 細胞骨格

本研究は、陸上植物進化の基部に位置する苔類ゼニゴケをモデルに、植物の単細胞における細胞自律的な不等分裂の分子メカニズムを解明することを最終目的とする。申請者は、ゼニゴケの個体発生開始点である胞子で不等分裂に先立って核が細胞中央から辺縁部へと細胞骨格依存的に移動することを見出した。胞子における遺伝子発現プロファイルからゼニゴケに唯一の低分子量GTPaseであるMpROPの関与が示唆されたことから「活性化されたMpROPが胞子の細胞膜にドメインを形成し、細胞骨格と相互作用することによって細胞極性を形成し、核を移動させる」という仮説を立てた。本仮説を検証するため、エストロゲン誘導系を用いた一過的なMpROPの発現抑制及び過剰発現の影響を調べることにした。昨年度に作出したエストロゲン誘導性プロモーター(proE2F::XVE)の制御下でMpROP遺伝子をターゲットにした人工マイクロRNA(amiRNA)を発現する形質転換体を用いて、今年度新たに作出した微小管/アクチン/核の可視化株との交配により胞子を取得した。次に、一過的なMpROPの過剰発現の影響を調べるため、エストロゲン誘導性プロモーターの制御下でMpROP、恒常活性型MpROP G15Vおよびドミナントネガティブ型MpROP T20Nを過剰発現する形質転換体と微小管/アクチン/核の可視化株との交配により胞子を取得した。これらの胞子をエストラジオール含有培地で培養したところ、ドミナントネガティブ型MpROP T20N過剰発現株を含む一部の胞子で発芽が異常となり、胞子発芽においてMpROPが機能することが明らかとなった。本年度は、国内の学会および研究会で発表することで議論を深めた。また、ゼニゴケにおいて２種類のマーカータンパク質をバイシストロニックに発現させる系を確立し、日本語の記事として発表した。

本研究的最终目标是以陆地植物进化基础的苔藓植物为模型，阐明植物单细胞细胞自主不等分裂的分子机制。申请人发现，在作为苔类个体发育起点的孢子中，细胞核在不等分裂之前以细胞骨架依赖性方式从细胞中心迁移到外围。孢子中的基因表达谱表明 MpROP 参与其中，MpROP 是苔类植物中唯一的低分子量 GTP 酶，他推测“细胞形成并移动细胞核”。为了检验这一假设，我们决定使用雌激素诱导系统研究 MpROP 瞬时抑制和过度表达的影响。今年新创建的微管/肌动蛋白使用去年创建的雌激素诱导启动子 (proE2F::XVE) 控制下的表达人工 microRNA (amiRNA) 的转化体/孢子来获得。拉紧。接下来，为了检查 MpROP 瞬时过表达的影响，我们使用在雌激素诱导启动子控制下过表达 MpROP、组成型活性 MpROP G15V 和显性失活 MpROP T20N 的转化体，并通过与微管/肌动蛋白杂交获得微管/肌动蛋白。核可视化应变。当这些孢子在含雌二醇的培养基中培养时，一些孢子，包括显性失活的MpROP T20N过表达菌株，表现出异常萌发，表明MpROP在孢子萌发中发挥作用。今年，我们通过在国内学术会议和研究小组的报告，加深了讨论。此外，我们还建立了地钱中两种标记蛋白的双顺反子表达系统，并将其发表在一篇日本文章中。

项目成果

ゼニゴケ胞子における非対称分裂メカニズム

苔类孢子的不对称分裂机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 酒井 友希; 近藤 侑貴; 深城 英弘; 石崎 公庸
• 通讯作者: 石崎 公庸

Reserchmap

研究图

コケ植物ゼニゴケの脅威の繁殖力を支える分子基盤

苔藓植物地钱威胁繁殖力的分子基础

• 发表时间: 2022
• 作者: 酒井 友希;加藤 大貴;安居 佑季子;石崎 公庸
• 通讯作者: 石崎 公庸