Study of the mechanism of response to low potassium via modification of mRNA strucutres in plants

本研究は、シロイヌナズナ由来の転写因子であるMYB59の機能解析を通して、植物の低カリウム（K）応答における遺伝子発現制御機構を明らかにするとともに、MYB59 mRNAにおけるスプライシング調節を介した低K応答機構の詳細を明らかにすることを目的としている。１．MYB59が発現制御する遺伝子群を探索するために、低K条件下で栽培した野生型植物、MYB59欠損型植物、およびMYB59欠損型植物にMYB59を導入した相補系統植物の根を対象にRNA-Seqを実施した。そして、得られたRNA-Seqデータを解析することで、MYB59の下流にある遺伝子群の同定を試みた。その結果、MYB59の制御下にあることがわかっているK輸送体遺伝子NPF7.3を含めた1,027個の遺伝子がMYB59の下流にあることが予想された。これら遺伝子群の中にはエチレン合成およびROS生産に関わる遺伝子が複数含まれていた。エチレンおよびROSは低K応答シグナル因子として知られており、MYB59は低K応答におけるエチレンおよびROSの合成において必須な役割を果たしている可能性が示唆された。２．1.で同定された遺伝子群の内、MYB59が直接的に転写制御している遺伝子を同定するためにChIP-Seq解析を実施した。得られたシーケンスデータについては、渡航先において共同研究者であるAarts教授の協力のもとで解析を進めた。予備解析結果において、MYB59の転写制御下にある遺伝子として既に知られているNPF7.3が検出されたことが確認できた。今後、さらなる解析を進めることで、MYB59が転写制御する新規遺伝子と低K応答のメカニズムを明らかにする。

本研究は、シロイヌナズナ由来の転写因子であるMYB59の機能解析を通して、植物の低カリウム（K）応答における遺伝子発現制御機構を明らかにするとともに、MYB59 mRNAにおけるスプライシング調節を介した低K応答機構の詳細を明らかにすることを目的としている。１．MYB59が発現制御する遺伝子群を探索するために、低K条件下で栽培した野生型植物、MYB59欠損型植物、およびMYB59欠損型植物にMYB59を導入した相補系統植物の根を対象にRNA-Seqを実施した。そして、得られたRNA-Seqデータを解析することで、MYB59の下流にある遺伝子群の同定を試みた。その結果、MYB59の制御下にあることがわかっているK輸送体遺伝子NPF7.3を含めた1,027個の遺伝子がMYB59の下流にあることが予想された。これら遺伝子群の中にはエチレン合成およびROS生産に関わる遺伝子が複数含まれていた。エチレンおよびROSは低K応答シグナル因子として知られており、MYB59は低K応答におけるエチレンおよびROSの合成において必須な役割を果たしている可能性が示唆された。２．1.で同定された遺伝子群の内、MYB59が直接的に転写制御している遺伝子を同定するためにChIP-Seq解析を実施した。得られたシーケンスデータについては、渡航先において共同研究者であるAarts教授の協力のもとで解析を進めた。予備解析結果において、MYB59の転写制御下にある遺伝子として既に知られているNPF7.3が検出されたことが確認できた。今後、さらなる解析を進めることで、MYB59が転写制御する新規遺伝子と低K応答のメカニズムを明らかにする。