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イネKNOX遺伝子OSH1のターゲット遺伝子の同定とSAMの維持機構の解明

水稻KNOX基因OSH1靶基因鉴定及SAM维持机制阐明

基本信息

批准号：
10J01871
负责人：
津田勝利
金额：
$ 0.9万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

植物の成長点である茎頂分裂組織(Shoot Apical Meristem、以下SAM)は、自らを未分化な状態に維持しつつ、一生を通じて次々と葉や茎・花などの器官を生み出す、いわば植物の形づくりの中心である。SAMの維持に必須な転写因子であるイネのKNOX遺伝子の一つ、OSH1の直接のターゲット遺伝子を網羅的に同定し、SAMの維持メカニ」ズムを明らかにするために以下の研究を行った。(1)昨年度発見したSAMの維持に不可欠なOSH1の自己制御機構について、論文で発表した。(2)ChIP-seq法により同定した約30,000のOSH1結合領域のうち、統計学的に有意なものを絞り込むため、MACSによるin silico解析をおこない、信頼度の高い結合領域を4,978個に絞り込んだ。(3)これら結合領域の近傍に位置する遺伝子を直接の標的遺伝子と定義し、4,178遺伝子を同定した。(4)これら標的遺伝子の多くは、発生関連の転写因子や、植物ホルモンであるオーキシン・ブラシノステロイド・ジベレリンの生合成/シグナル伝達経路の遺伝子であった。(5)OSH1結合領域の各遺伝子に対する相対的な位置を調べたところ、大部分が転写開始点および終了点付近に存在することが明らかになった。(6)OSH1結合領域のDNA配列データから共通して存在するDNA配列モチーフをMEMEにより検索した結果、G/TGAT/CGG/TGACというモチーフが全OSH1結合領域中の90%以上に存在することがわかった。((2)～(6)のデータ解析はカリフォルニア大学Sarah Hake研究室にて手法を学んでおこなった。)本研究により、植物ホルモンであるオーキシンやブラシノステロイド、および転写因子とのクロストークが明らかになったことは今後の植物発生学の研究において重要な知見となると考えられる。

The Shoot Apical Meristem (SAM) of the plant is maintained in an undifferentiated state, and the organs of the plant are produced throughout the life cycle. The following research was conducted on the maintenance of SAM by determining the necessary factors for the generation of KNOX genes, OSH1 and direct factors for the generation of KNOX genes. (1)Last year's report showed that SAM's maintenance was not due to OSH1's own regulatory agencies. (2)ChIP-seq method: about 30,000 OSH1 binding domains, statistical methods: intentional binding domains, MACS binding domains in silico analysis: 4,978 binding domains. (3)The definition of the target gene is 4,178 genes, which are located in the vicinity of the binding domain. (4)The gene expression of the target gene is related to the gene expression of the plant gene. The gene expression of the target gene is related to the gene expression of the plant gene. (5)OSH1 combines the positions of the corresponding elements in the domain, and most of them are close to the writing start point and the end point. (6) DNA alignment in the OSH1 binding domain is common, DNA alignment in MEME is common, G/TGAT/CGG/TGAC is common, and DNA alignment in the OSH1 binding domain is common in more than 90% of the total OSH1 binding domain. ((2)~(6) This study is an important insight into plant biology in the future.