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陸上植物に共通するオーキシン-WIP経路の多面的な発生制御の原理を探る

探索陆地植物常见的生长素-WIP途径的多方面发育控制原理

基本信息

批准号：
21K15125
负责人：
加藤大貴
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K15125/
关键词：
ゼニゴケホルモンシグナル伝達進化

项目摘要

本研究ではゼニゴケをモデルに（１）WIPの標的遺伝子の網羅的探索と結合配列の推定、（２）生化学的・遺伝学的アプローチによるWIPと相互作用するタンパク質の探索、（３）組織特異的な複合体形成による下流応答制御の検証を計画しており、本年度は（１）、（２）について以下のような成果を得た。（１）クロマチン免疫沈降シーケンス解析（ChIP-seq）を行うために、昨年度はエストロゲン依存的にGFPタグを融合したWIPタンパク質を発現する株の作成を試みた。しかしエストロゲン処理により表現型を示す株が得られず、GFPタグがWIPの機能を阻害している可能性が考えられた。そこで本年度はタグをGFPよりも分子量が小さく機能阻害を起こしにくいと予想される3xFLAGに変更し、ゼニゴケへの形質転換を行った。その結果、エストロゲンによりWIP遺伝子の転写誘導と発生異常を示す株を得ることができた。また昨年度までに行ったWIPの過剰発現株と機能欠損変異体を用いたRNA-seq解析のデータを用いて、WIPによって発現が変動する遺伝子のプロモーター解析をおこなった。結果の一部についてはシロイヌナズナでの先行研究（Roldan et al., 2020）と一貫しており、WIPの機能に進化的な保存性があることが示唆された。（２）WIPが相互作用因子と協同して機能する場合、両者は同じ細胞で発現している必要がある。そこで既存のRNA-seqデータを集めたゼニゴケの遺伝子発現データベース（MarpolBaseExpression）を用い、WIP遺伝子と発現パターンが類似した遺伝子の探索を行った。その結果、WIPの上流で働くと考えられるARF1の他に７種類の転写因子が同定された。上記に加え、WIPの上流で働くオーキシン受容体の機能解析について京都大学の河内孝之教授、東京理科大学の西浜竜一教授のグループと共同研究を行い、その成果についてPlant Cell誌において論文発表を行った。

This research is aimed at (1) exploration of WIP target gene networks and estimation of binding ligands,(2) exploration of biochemical genetic interactions, and (3) demonstration of tissue-specific WIP complex formation and downstream response mechanisms. This year, the following achievements have been achieved. (1) ChIP-seq analysis: the production of plants that are dependent on GFP fusion and WIP quality. For example, if the expression of GFP is negative, the expression of GFP is negative. This year, the GFP molecular weight is small, the functional barrier is small, and the 3xFLAG molecular weight is small. As a result, we have been able to demonstrate the write induction and occurrence of anomalies in WIP genes due to the rapid development of tools. Also last year, we implemented the use of RNA-seq analysis data to detect abnormal and functional loss variants in WIP, and the use of software to analyze genetic artifacts that have been detected in WIP. A preliminary study of the results (Roldan et al., 2020), the function of WIP is evolved and preserved. (2) In the case where WIP interacts with factors and functions synergistically, it is necessary for them to develop in the same cell. The existing RNA-seq database is set up to detect the gene expression (MarpolBaseExpression). The WIP gene expression is used to detect the gene expression. As a result, WIP's upper stream is considered to be the same as ARF1's other 7 types of writing factors. The above notes include the functional analysis of WIP's upper flow, the joint research of Professor Takayuki Kawachi of Kyoto University and Professor Ryuichi Nishihama of Tokyo University of Science, and the development of a paper on Plant Cell.