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Regulatory modules for sperm cell differentiation and functioning in basal land plants and their evolution

基础陆地植物精子细胞分化和功能的调节模块及其进化

基本信息

批准号：
22H02646
负责人：
荒木崇
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

研究項目１　DUO1およびRWP1のCitrine knock-in株から Citrine蛍光ポジティブの造精器を摘出し、ChIPseq解析をおこない、両転写因子が精細胞分化過程で結合しているゲノム上の領域に関する良質の知見を得た。変異体における発現解析の結果と合わせて、DUO1によるRWP1遺伝子の、RWP1による３つの精細胞特異的H1バリアント遺伝子の直接的な制御が強く支持された。DUO1とRWP1の一過発現アッセイ実験については、系そのものは機能しているが、ポジティブな結果を得ることができなかった。DUO1あるいはRWP1の他にも必要な因子があると考えられる。被子植物ではこれまで全く見落とされていたRWP1および精細胞特異的と考えられるH1バリアント遺伝子を見出し、変異体の作出に着手した。DN4MT1A,B遺伝子の完全欠失変異体の精細胞の透過型電子顕微鏡観察からは、同遺伝子の精子核凝縮における役割を支持する結果は得られなかった。精細胞特異的な small RNA経路に関しては、隣接して存在するMpPIWIA, MpPIWIB遺伝子、第６染色体に座乗するPHAS遺伝子座のそれぞれの完全欠失変異体の作出に着手した。研究項目２　KNOX1遺伝子座の逆鎖からの lnc RNA転写(SUK1)を介した発現抑制に関しては、SUK1プロモータ上のRWP1結合モチーフを欠失させた変異体を２株取得した。その後得られたRWP1のChIPseqデータから欠失領域が不十分であることが考えられたため、新たな欠失変異体の作出を進めている。関連して、DUO1依存の精細胞特異的な選択的スプライシングの制御に関して、RNAseqデータの検証、MBNL遺伝子の変異体作出、RWP1-Citrine knock-in株用いた精細胞分化期の造精器の Iso-seq解析のためのサンプリングなどをおこなった。

Project 1: Citrine knock-in strains of DUO1 and RWP1, Citrine light receptor, spermatogenesis, ChIPseq analysis, and transcription factors have been combined to provide a good understanding of sperm cell differentiation. The results of the analysis of heterogeneic gene expression are combined with strong support for the direct control of sperm cell-specific H1 gene expression in DUO1, RWP1 and RWP1. DUO1 and RWP1 have been found to be ineffective, functional, and effective. DUO1 The angiosperm plant is full of RWP1 and sperm cell specific. Transmission electron microscopy of the sperm cells of the completely abnormal variant of DN4MT1A,B gene and the condensation of the sperm nuclei of the same gene were supported. The results were satisfactory. Sperm cell-specific small RNA pathways are associated with the presence of MpPIWIA, MpPIWIB genes, and PHAS genes at chromosome 6, and complete deletion of these genes is initiated. Project 2: The reverse locking of KNOX1 gene locus and the expression inhibition of lnc RNA (SUK1) were detected. Two strains of SUK1 gene were obtained. RWP1's ChIPseq Related information: DUO1-dependent sperm cell-specific sperm cell selection process control, RNAseq analysis, MBNL gene selection process, RWP1-Citrine knock-in strain for sperm cell differentiation Iso-seq analysis process control.