減数分裂移行タイミングの制御に関与する植物生殖細胞顆粒の解析

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減数分裂は新たな遺伝子組み合わせを創出する重要な生殖過程の一つであり、その分子機構の理解は育種の効率化にもつながる可能性のある研究課題だと考えられる。本研究では、イネの減数分裂移行タイミングの制御に関わる細胞質RNA顆粒因子MEL2を中心に、植物生殖細胞の発生過程における体細胞分裂から減数分裂への移行を制御する分子メカニズムの一端を明らかにすることを目的とする。本年度は以下の解析を行った。(1)MEL2結合候補 RNAの発現解析: 前年度までに研究代表者はMEL2が結合する候補RNAを見出してきた。その中でも減数分裂への関与が疑われる候補RNAに対してMEL2がどのような影響を与えるか調べるため、野生型とmel2変異体を用いた発現解析を行った。その結果、候補RNA量はmel2変異体で減少していることが判明したため、MEL2はこれらRNAの安定性に寄与することで減数分裂への移行を制御している可能性が考えられた。(2)減数分裂におけるMEL2が持つドメインの機能解析: MEL2タンパク質が保存する機能ドメインや天然変性領域をそれぞれを欠損させた変異MEL2タンパク質をmel2変異体に導入し、RNA顆粒の形成および減数分裂に与える影響を調査した。その結果、LOTUSと呼ばれるドメインが顆粒の数を、天然変性領域の一つが顆粒サイズをそれぞれ負に制御することが明らかになった。特に、減数分裂への移行には天然変性領域による顆粒サイズの制御が大きな影響を与えることも判明した。動物と比較して植物の生殖細胞における細胞質RNA顆粒の知見は非常に乏しく、本研究で明らかになった知見は植物の減数分裂進行のみならず、生殖細胞顆粒の進化的保存性や多様性、およびRNA顆粒の動態制御の理解への一助となる新規性の高い成果だと考えられる。