Genome DNA dynamics in the transition from vegetative to reproductive growth stages

从营养生长阶段过渡到生殖生长阶段的基因组 DNA 动态

基本信息

批准号：
21K06225
负责人：
渡邊雄一郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
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

マイクロRNA(miRNA)は、真核生物のゲノム中にコードされるノンコーディングRNAの一種である。長さは20-22塩基長ほどで、植物における生活環のなかで発生制御、ストレス応答に関わる重要なタンパク質がmRNAから翻訳される段階を負に制御することで重要な制御機能を担っている。我々は陸上植物間で非常によく保存されたmiRNA種を同定、およびそれらの持つ生物学的意義を解析し、長い植物進化の中で保たれてきた遺伝子発現モジュールの機能を解析してきた。ゼニゴケのmiR529c-転写因子SPL2、miR319遺伝子座-RKD/MYB21のモジュールを乱すと、前者では栄養生殖から生殖成長への移行、令和4年度において後者では２次的栄養生殖器官の形成低下が起こることを確認した。いずれもシロイヌナズナにおけるオルソロガスなmiRNAと標的転写因子の間で見られる生命現象との共通性を窺わせた。生成から制御の解析を通じて陸上植物の成長過程や生殖成長移行への共通原理が理解できると考えられた。miRNAのプロセッシング・生成に関係するDCL1タンパク質（野生型、変異型）-蛍光タンパク質による相補型の組換えシロイヌナズナ植物体を確立し、miRNAのプロセッシングが起こる細胞内部位（プロセッシングゾーン）に関する観察を行なった。従来報告されているD-bodyというはっきりとした構造体は必ずしも確認できず、常に見出されるのは核内の細かい粒子状の局在であることが観察された。その数もかなりのものであった。機能を保持したDCL1アレルタンパク質も同様の局在を示した。興味深いことに細胞質にも顆粒状の局在が見られた。

MicroRNA（miRNA）是在真核生物基因组中编码的非编码RNA的类型。它的长度约为20-22个，并通过负控制参与发育控制和应激反应的重要蛋白质的阶段来负责重要的调节功能，从而在植物的生命周期中从mRNA中翻译出mRNA。我们已经确定了陆地植物中保存良好的miRNA物种，分析了它们的生物学意义，并分析了在长植物进化过程中保留的基因表达模块的功能。破坏MiR529C转录因子SPL2和MiR319 locus-RKD/MYB21在骨骼苔藓中的模块，可以证实，前者将导致从生殖生长到生殖生长的过渡，而后者将导致二级营养植物生殖organs的形成下降。两者都表明，拟南芥中直系同源的miRNA和靶转录因子之间的共同点很常见。据认为，可以理解土地植物生长过程的共同原理以及通过产生对控制的分析通过生殖生长的过渡。建立了与DCL1蛋白（野生型，突变体）荧光蛋白有关的补充重组拟南芥植物，其中涉及miRNA的加工和产生，并就MiRNA处理发生的细胞内部位（加工区）进行了观察。先前报道的称为D体的清晰结构并不总是被确认，并且观察到始终发现的细胞核中细颗粒的定位。这个数字也很多。功能保留的DCL1等位基因蛋白显示出相似的定位。有趣的是，在细胞质中也可以看到颗粒状定位。