Development of novel breeding materials using cytosol-localized isoforms

利用胞质定位亚型开发新型育种材料

基本信息

批准号：
21K05531
负责人：
牛島智一
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Setsunan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は、植物の主要な光受容体であるフィトクロムが、シロイヌナズナにおいて、転写開始点を変化させることで、およそ400種類のタンパク質の細胞内局在が光依存的に変化することを発見した (Ushijima et al., Cell, 2017)。これらの標的のほとんどで、当該制御によりN末端のシグナル配列が失われ、機能未知の細胞質局在型アイソフォームを生じることが明らかとなった。また、それらの細胞質局在型アイソフォームの中に光環境への植物の適応に働く遺伝子があることを明らかにした。さらに、光依存的な転写開始点選択において、当該制御がシロイヌナズナのみでなく、イネやトマトにも存在することをすでに明らかにしており、当該制御機構が生物に普遍的に存在することを示唆した。そこで本研究では、イネにおいて、光依存的な転写開始点制御によって生じる細胞質局在型アイソフォームの過剰発現体や欠損変異体を作成し、細胞質局在型アイソフォームの機能を明らかにし、当該遺伝子の育種素材としての評価を行うことを目的としている。当該年度では、光依存的な転写開始点変化によって生じる短い転写産物由来のcDNAをクローニングし、機能未知の細胞質局在型アイソフォームを過剰発現させるためのコンストラクションを進めた。コンストラクションに供する遺伝子の選抜では、より確度の高い候補遺伝子を選抜するため、新規にゲノムワイドな解析を行った結果も利用した。また、ハイスループットに形質転換を行うための条件の検討を進めた。

我们发现植物的主要光感受器是植物的主要光感受器，它通过改变转录起源点以光依赖性方式改变了大约400种蛋白质的细胞内定位（Ushijima等，Cell，2017）。已经表明，在大多数这些目标中，该调节会导致N末端信号序列的丢失，从而导致功能未知的细胞质局部同工型。还可以揭示，在这些细胞质局部同工型中，有一些基因可在使植物适应光环境中。此外，在转录起源的光依赖性选择中，已经揭示了控制不仅存在于拟南芥中，而且存在于大米和西红柿中，这表明控制机制在生物体中普遍存在。因此，这项研究旨在创造出由水稻中转录起源的光依赖性调节产生的细胞质局部同工型的过表达和有缺陷的突变体，阐明了细胞质局部同工型的功能，并评估该基因作为育种材料。在今年，我们从转录起始点的光变化导致的短转录物中克隆了cDNA，并构建了它们以过表达未知的细胞质局部同工型。在选择用于施工的基因时，新的全基因组分析的结果也用于选择具有更高精度的候选基因。此外，研究了向高吞吐量转化的条件。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

新奇細胞質局在タンパク質の育種利用に向けた基盤づくり

为新型细胞质定位蛋白的选育和利用奠定基础

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
牛島智一
通讯作者：
牛島智一

A de novo gene originating from the mitochondria controls floral transition in Arabidopsis thaliana

DOI：
10.1007/s11103-022-01320-6
发表时间：
2022-10
期刊：
Plant Molecular Biology
影响因子：
5.1
作者：
Tomoyuki Takeda;Kazumasa Shirai;You-wang Kim;Mieko Higuchi-Takeuchi;Minami Shimizu;T. Kondo;Tomokazu Ushijima;Tomonao Matsushita;K. Shinozaki;Kousuke Hanada
通讯作者：
Tomoyuki Takeda;Kazumasa Shirai;You-wang Kim;Mieko Higuchi-Takeuchi;Minami Shimizu;T. Kondo;Tomokazu Ushijima;Tomonao Matsushita;K. Shinozaki;Kousuke Hanada