シロイヌナズナの応答変異株を用いたサーモスペルミンの作用機構の解明

サーモスペルミンは植物と一部の細菌が持つポリアミンの一つで，種子植物では維管束木部分化の抑制に関わる。シロイヌナズナのサーモスペルミン欠損変異およびそのサプレッサー変異を用いた解析から，サーモスペルミンは木部分化の抑制に関わるSAC51ファミリー遺伝子のmRNA翻訳促進に働くことを突き止めたが，分子機構の詳細は明らかでない。そこで外的なサーモスペルミンが木部分化を抑え，成長を阻害する効果を指標にシロイヌナズナのサーモスペルミン非感受性変異株を探索，単離し，それらの原因遺伝子を同定した結果，いずれもRNA修飾に関わる酵素に異常が見つかった。本研究では，これらRNA修飾酵素の機能を手がかりにmRNA翻訳におけるサーモスペルミンの作用機構の解析をすすめるとともに，作用標的であるSAC51ファミリーの機能解析から，サーモスペルミンがmRNA翻訳の促進を介して木部分化を抑える仕組みの解明を目指す。３年計画の研究として，(a) サーモスペルミン非感受性変異株itsの各原因遺伝子の確定とその機能解析，(b) サーモスペルミンの作用標的であるSAC51ファミリーの個々の遺伝子の発現制御と機能の解析を並行してすすめた。４つの非感受性変異its1, 3, 7, 11の原因遺伝子は，染色体マッピングとゲノム解析からRNAメチル化酵素，スプライソソーム解離因子，シュードウリジン化酵素，RNA結合タンパクをそれぞれコードしていると予想され，its1はT-DNA挿入変異を入手してサーモスペルミン非感受性を確認した。初年度はits7の推定原因遺伝子PHIP1のゲノム編集による変異株を作出し，サーモスペルミン非感受性が確かめられたことから，its7の原因遺伝子がPHIP1であることを確定した。また，サーモスペルミンの標的SAC51ファミリーの１つであるSACL1遺伝子のゲノム編集株作出にも成功した。

サーモスペルミンは植物と一部の細菌が持つポリアミンの一つで，種子植物では維管束木部分化の抑制に関わる。シロイヌナズナのサーモスペルミン欠損変異およびそのサプレッサー変異を用いた解析から，サーモスペルミンは木部分化の抑制に関わるSAC51ファミリー遺伝子のmRNA翻訳促進に働くことを突き止めたが，分子機構の詳細は明らかでない。そこで外的なサーモスペルミンが木部分化を抑え，成長を阻害する効果を指標にシロイヌナズナのサーモスペルミン非感受性変異株を探索，単離し，それらの原因遺伝子を同定した結果，いずれもRNA修飾に関わる酵素に異常が見つかった。本研究では，これらRNA修飾酵素の機能を手がかりにmRNA翻訳におけるサーモスペルミンの作用機構の解析をすすめるとともに，作用標的であるSAC51ファミリーの機能解析から，サーモスペルミンがmRNA翻訳の促進を介して木部分化を抑える仕組みの解明を目指す。３年計画の研究として，(a) サーモスペルミン非感受性変異株itsの各原因遺伝子の確定とその機能解析，(b) サーモスペルミンの作用標的であるSAC51ファミリーの個々の遺伝子の発現制御と機能の解析を並行してすすめた。４つの非感受性変異its1, 3, 7, 11の原因遺伝子は，染色体マッピングとゲノム解析からRNAメチル化酵素，スプライソソーム解離因子，シュードウリジン化酵素，RNA結合タンパクをそれぞれコードしていると予想され，its1はT-DNA挿入変異を入手してサーモスペルミン非感受性を確認した。初年度はits7の推定原因遺伝子PHIP1のゲノム編集による変異株を作出し，サーモスペルミン非感受性が確かめられたことから，its7の原因遺伝子がPHIP1であることを確定した。また，サーモスペルミンの標的SAC51ファミリーの１つであるSACL1遺伝子のゲノム編集株作出にも成功した。