分子発生生物学的アプローチによる陸上植物の雄性生殖器官および精子の分化過程の解析

利用分子发育生物学方法分析陆地植物雄性生殖器官和精子的分化过程

• 批准号: 14J01153
• 负责人: 肥後 あすか
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J01153/
• 关键词: 精子変態; トランスクリプトーム; ゼニゴケ; トランスクリプトーム解析; メタボローム解析; 植物の精子の形成過程; 国際情報交換

申請書は、苔類ゼニゴケを用いて、陸上植物の精子の形成を制御する機構の理解を目指し、精子の形態形成や機能に関わる遺伝子の発現を制御する分子機構の解明を目的として本研究を行った。トランスクリプトーム解析により、造精器で高発現する遺伝子を同定した。Gene ontology解析により、同定した遺伝子には、細胞周期およびエピジェネティックな遺伝子発現制御に関与すると考えられる遺伝子が濃縮されるという、動物と被子植物の雄性配偶子形成との共通性が示された。造精器で高発現する遺伝子のうちから、動物の精子のクロマチン凝集に重要であるプロタミンと類似したアルギニンに富んだ領域を持つMpPROTAMINE-LIKE (MpPRM)を同定し、精子の核に局在することを示した。さらに、複数の鞭毛の構成因子遺伝子が精子変態初期で一過的に発現し、その後MpPRMが発現するという精子の形態形成または機能に関与する遺伝子発現の枠組みを示した。得られた成果は、申請者が筆頭著者である論文として国際誌に発表しており、動植物の有性生殖に関するシンポジウムでの発表を行った。さらに、申請者が同定した造精器特異的な転写因子のうちで、シロイヌナズナの精細胞の分化に重要なAtDUO1のゼニゴケ相同遺伝子であるMpDUO1に関して詳細な解析を行った。精子変態中の精細胞の細胞内構造を野生型と比較した結果、MpDUO1は、精子の形態形成に関わることが示唆された。また、MpDUO1の下流経路を解析した結果、AtDUO1とMpDUO1の機能の共通点と相違点とが見出された。以上の結果より、DUO1は、被子植物だけでなく、鞭毛を持つゼニゴケの雄性配偶子形成においても機能するが、その下流経路に位置する因子は、進化の過程で変化していることが示唆された。得られた成果は、申請者が筆頭著者である論文として投稿準備中である。

This study aims to clarify the molecular mechanisms involved in sperm morphogenesis and function, and to clarify the mechanisms involved in sperm development. The high level of sperm production in sperm production is determined by the same method. Gene ontology analysis shows the commonality of male mate formation in animals and angiosperms. Spermatogenesis, sperm aggregation, sperm aggregation, In addition, multiple flagellum component genes are associated with the development of sperm morphogenesis and function in the early stages of sperm development, and later MpPRM development. The results of the study were published in the Journal of International Studies, and the results of the study were published in the Journal of International Studies. In addition, the applicant has determined that the spermatogen-specific gene expression factor is important for the differentiation of sperm cells. AtDUO1 is important for the differentiation of sperm cells. MpDUO1 is important for the analysis of sperm cells. The intracellular structure of sperm cells in sperm development was compared with that of wild type, MpDUO1 and MpDUO1, which were related to sperm morphology. The analysis results of the downstream circuit of AtDUO1 and MpDUO1 show that the functions of AtDUO1 and MpDUO1 are common and contradictory. The above results show that DUO1 is a factor in the evolution of angiosperms and flagellates, and the function of male mate formation is a factor in the position of downstream pathways. Get results, applicants, authors, papers, preparation.

项目成果

Toward understanding the molecular mechanism of spermatogenesis in plants using a liverwort Marchantia polymorpha as a model

以地钱为模型了解植物精子发生的分子机制

• 发表时间: 2015
• 作者: Asuka Higo;Kimitsune Ishizaki;Katsuyuki Yamato;Takayuki Kohchi;Takashi Araki
• 通讯作者: Takashi Araki

苔類ゼニゴケの雄性配偶子形成過程を制御する分子機構の解析

控制苔藓雄配子发生过程的分子机制分析

• 发表时间: 2015
• 作者: Tatsuya. Watashige;Y. Tsutsumi;T. Hanaguri;Y. Kohsaka;S. Kasahara;A. Furusaki;M. Sigrist;C. Meingast;T. wolf;H. v. Löhneysen;T. Shibauchi and Y. Matsuda;肥後あすか
• 通讯作者: 肥後あすか

Toward understanding the regulatory network for gene expression during the plant spermatogenesis using a liverwort Marchantia polymorpha

利用地钱地钱了解植物精子发生过程中基因表达的调控网络

• 发表时间: 2016
• 作者: Asuka Higo;Katsuyuki Yamato;Tomokazu Kawashima;Kimitsune Ishizaki;Takayuki Kohchi;Frederic Berger and Takashi Araki
• 通讯作者: Frederic Berger and Takashi Araki

苔類ゼニゴケの造精器および精子の発生過程に関与する遺伝子発現プログラムを制御する機構の解析

地钱精子及精子发育过程中涉及的基因表达程序控制机制分析

• 发表时间: 2014
• 作者: Tatsuya. Watashige;Y. Tsutsumi;T. Hanaguri;Y. Kohsaka;S. Kasahara;A. Furusaki;M. Sigrist;C. Meingast;T. wolf;H. v. Löhneysen;T. Shibauchi and Y. Matsuda;肥後あすか;山下卓也;Takashi Kameyama;綿重 達哉;山下卓也;松浦康平，藏田聡信，水上雄太，M. Konczykowski，綿重達哉，笠原成，松田祐司，芝内孝禎;肥後あすか
• 通讯作者: 肥後あすか

Toward understanding the regulatory network of antherozoid formation using a liverwort Marchantia polymorpha

利用地钱地钱了解花虫形成的调控网络

• 发表时间: 2016
• 作者: Asuka Higo;Katsuyuki Yamato;Tomokazu Kawashima;Kimitsune Ishizaki;Takayuki Kohchi;Frederic Berger and Takashi Araki
• 通讯作者: Frederic Berger and Takashi Araki