光操作技術の開発による植物胚発生におけるヒストンH3バリアントの機能解析

本研究では時期特異的,細胞特異的にタンパク質機能阻害また誘導する技術の開発によって,シロイヌナズナ胚発生過程における細胞個性獲得および分裂パターンへのヒストンH3バリアント交換の寄与を解明することを目指したが,平成22年度はヒストンH3バリアントのシロイヌナズナ胚における発現パダーンの解析,発現誘導のためのヒートショックプロモーターの条件検討,また胚発生イメージングを行った.ヒストンH3バリアントを含む13種類のHTRについて,GFPを融合したタンパク質を発現する形質転換植物体の胚を観察したところ,球状胚までの発現に大きな違いは見られなかったが,球状胚の時期からはメリステムでの発現の違いが見られたり,維管束で強い発現が見られたりと,HTRのプロモーターによって発現時期・場所に変化が見られた.このことは,シロイヌナズナ胚において,ヒストンH3バリアントの発現の違いにより遺伝子発現・機能の違いを持つことが示唆された.続いて,ヒートショックプロモーター:ヒストンH2B-GFPを発現する形質転換植物体を用いて,ステージインキュベーターにより,顕微鏡下で培養液中の単離胚珠を37℃処理したところ,約90分後からGFP蛍光が観察され始めた.次に,レーザーによる細胞特異的発現誘導を行うために.根において488nmレーザーを4分間照射したところ,24時間後観察するとGFPの蛍光が検出された.その後,根の伸長も観察できたことより,細胞へのダメージは少ないと考えられた.また,初期胚発生過程の解析において分裂過程を観察するために,初期胚において核に蛍光タンパク質が発現する形質転換植物体を用いて,単離胚珠においてライブイメージングを行ったところ,受精卵および1細胞期胚において,胚および胚柄が分裂する様子が観察された.これらのように本研究では,植物胚発生におけるヒストンH3バリアントの機能解析のためのイメージング技術・光操作技術の基盤を構築できた.

本研究では時期特異的,細胞特異的にタンパク質機能阻害また誘導する技術の開発によって,シロイヌナズナ胚発生過程における細胞個性獲得および分裂パターンへのヒストンH3バリアント交換の寄与を解明することを目指したが,平成22年度はヒストンH3バリアントのシロイヌナズナ胚における発現パダーンの解析,発現誘導のためのヒートショックプロモーターの条件検討,また胚発生イメージングを行った.ヒストンH3バリアントを含む13種類のHTRについて,GFPを融合したタンパク質を発現する形質転換植物体の胚を観察したところ,球状胚までの発現に大きな違いは見られなかったが,球状胚の時期からはメリステムでの発現の違いが見られたり,維管束で強い発現が見られたりと,HTRのプロモーターによって発現時期・場所に変化が見られた.このことは,シロイヌナズナ胚において,ヒストンH3バリアントの発現の違いにより遺伝子発現・機能の違いを持つことが示唆された.続いて,ヒートショックプロモーター:ヒストンH2B-GFPを発現する形質転換植物体を用いて,ステージインキュベーターにより,顕微鏡下で培養液中の単離胚珠を37℃処理したところ,約90分後からGFP蛍光が観察され始めた.次に,レーザーによる細胞特異的発現誘導を行うために.根において488nmレーザーを4分間照射したところ,24時間後観察するとGFPの蛍光が検出された.その後,根の伸長も観察できたことより,細胞へのダメージは少ないと考えられた.また,初期胚発生過程の解析において分裂過程を観察するために,初期胚において核に蛍光タンパク質が発現する形質転換植物体を用いて,単離胚珠においてライブイメージングを行ったところ,受精卵および1細胞期胚において,胚および胚柄が分裂する様子が観察された.これらのように本研究では,植物胚発生におけるヒストンH3バリアントの機能解析のためのイメージング技術・光操作技術の基盤を構築できた.