重複受精機序解明に向けた受精因子相互作用の解析

被子植物の重複受精は、雌雄配偶子膜上に存在する受精因子の相互作用により緻密に制御されている。本年度はこの相互作用の実態を明らかにすべく、配偶子膜融合に必須な精細胞膜特異的タンパク質・GCS1について2つの研究を進めた。1つ目はGCS1の局在に関する研究である。GCS1は、卵細胞から分泌されるペプチド・EC1の存在下で細胞質内膜系から原形質膜へ局在を変化させることが示唆されている。本研究ではこの現象をin vivoで評価するため、GCS1が原形質膜に局在するときにだけGFP蛍光を生じる解析系を構築した。今後解析系に用いるシロイヌナズナ形質転換系統のホモラインを固定し蛍光観察を行うことによって、GCS1の精細胞内局在変化の解析が可能となる。2つ目の研究は、GCS1のカウンターパートとなる卵細胞由来受精因子の探索である。昨年度の成果として、本来の膜貫通型から分泌型へと改変したGCS1を人工的に卵細胞で発現させたときに種子稔性が低下したことから、改変型GCS1と未知の卵細胞膜上のカウンターパートが結合したことが示唆されていた。そこで本年度は、改変型GCS1を発現するシロイヌナズナ雌ずいを材料としてGCS1と結合したタンパク質の精製を行った。続くプロテオーム解析により同定されたタンパク質の中から推定膜貫通領域などを基に受精因子候補を複数選定し、各々の遺伝子のノックアウト体をCRISPR/Cas9によるゲノム編集によって作出した。現在、ゲノム編集に由来する種子稔性低下の有無を調査中であり、初となる雌性配偶子膜局在型受精因子の同定に向けた研究への展開が期待される。

被子植物の重複受精は、雌雄配偶子膜上に存在する受精因子の相互作用により緻密に制御されている。本年度はこの相互作用の実態を明らかにすべく、配偶子膜融合に必須な精細胞膜特異的タンパク質・GCS1について2つの研究を進めた。1つ目はGCS1の局在に関する研究である。GCS1は、卵細胞から分泌されるペプチド・EC1の存在下で細胞質内膜系から原形質膜へ局在を変化させることが示唆されている。本研究ではこの現象をin vivoで評価するため、GCS1が原形質膜に局在するときにだけGFP蛍光を生じる解析系を構築した。今後解析系に用いるシロイヌナズナ形質転換系統のホモラインを固定し蛍光観察を行うことによって、GCS1の精細胞内局在変化の解析が可能となる。2つ目の研究は、GCS1のカウンターパートとなる卵細胞由来受精因子の探索である。昨年度の成果として、本来の膜貫通型から分泌型へと改変したGCS1を人工的に卵細胞で発現させたときに種子稔性が低下したことから、改変型GCS1と未知の卵細胞膜上のカウンターパートが結合したことが示唆されていた。そこで本年度は、改変型GCS1を発現するシロイヌナズナ雌ずいを材料としてGCS1と結合したタンパク質の精製を行った。続くプロテオーム解析により同定されたタンパク質の中から推定膜貫通領域などを基に受精因子候補を複数選定し、各々の遺伝子のノックアウト体をCRISPR/Cas9によるゲノム編集によって作出した。現在、ゲノム編集に由来する種子稔性低下の有無を調査中であり、初となる雌性配偶子膜局在型受精因子の同定に向けた研究への展開が期待される。