Molecular mechanisms of the alternative splicing regulation in response to a variable nutrient environment in plants

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代表者らはこれまでに、シロイヌナズナにおいて低カリウム耐性に必須な役割を担う転写因子MYB59が、低カリウム条件下において選択的スプライシング制御を介して活性化することを明らかにしてきた。本研究では、MYB59における選択的スプライシング制御に関わる遺伝子を同定し、植物の栄養応答におけるmRNA配列調節の分子機構を明らかにすることにある。（１） MYB59のスプライシング制御に異常を示す変異体のスクリーニング：FLUCスプライシングリポーターを導入した遺伝子組み換え植物を多数作成し、さらにそれらの中からFLUC活性が安定して高く検出される系統を選抜した。これらの系統を背景にした突然変異体集団を作成し、スクリーニングを開始した。（２）GWASによるMYB59スプライシング制御因子の探索：通常栄養条件で栽培された728系統のシロイヌナズナ自然変異系統の葉のRNA-Seqをデータベースより取得し、全系統を対象にMYB59のスプライシングパターンを解析した。そして、得られたデータを形質情報としGWASを実施した。その結果、複数の有意な連関が検出され、その内の一つは液胞膜局在型のカリウムチャネルであるTPK1をコードする遺伝子における多型であった。TPK1の欠損型植物を入手しMYB59のスプライシングパターンを調査した結果、野生型と比較しスプライシングパターンにおける有意な変化が認められ、細胞内のカリウム濃度がMYB59のスプライシングパターンに影響を与えることが予想された。最も強い連関が検出された多型はProtein kinaseをコードする遺伝子上に座乗していた。この変異体を入手しMYB59のスプライシングパターンを調査した結果、野生型と比較しMYB59のスプライシングパターンに有意な変化が認められ、MYB59のスプライシングに関連する新規遺伝子であると考えられた。