多遺伝子同時発現系による初期胚乳の発生機構の解明

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被子植物の胚嚢の大部分を占める中央細胞は、受精をきっかけに活発な遺伝子発現を始め、次世代となる胚を育む胚乳へとダイナミックに転換する。胚乳核の分裂による多角化、助細胞と胚乳の融合による花粉管誘引の停止の後に細胞化する。これら独特な細胞現象は、柔軟な組織形成の可能性を示す例として興味深い。本研究は、これら胚乳の初期発生を制御する遺伝子を同定し分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。本年度は、共同研究において順遺伝学的スクリーニングで得られた助細胞胚乳融合に異常を示す変異体の責任遺伝子を同定した。助細胞胚乳融合は受精後２～３時間で起こる、初期胚乳の重要な発生イベントの1つである。同定した変異体も交えて遺伝子発現解析することで、助細胞との融合によって初期胚乳の転写がどのような影響を受けるかを明らかにできると期待される。また、助細胞の核を標識することで、残存助細胞の遺伝子発現解析も可能になる。つまり取得した変異体は、受精直後の雌性配偶体内の細胞間相互作用について遺伝子発現から迫る最適なツールであると考え、詳細な解析を進めた。本研究と並行して、受精前の胚乳である中央細胞を含む雌性配偶体の発生ダイナミクスを明らかにし、論文を出版した。雌性配偶体を構成する各種細胞のRNA-seq法とその発生を培地上で再現する実験系を確立することで、発生の詳細な過程と変異体の助細胞が卵細胞様に分化する様子を明らかにした。RNA-seqデータを使用した共同研究でも論文を出版した。また、被子植物の重複受精時に花粉管から放出される精細胞のポジショニング制御について投稿準備を進めている。