Analysis of antisense long non-coding RNA SUF mediated regulation of sexual differentiation in the bryophytes

反义长非编码RNA SUF介导的苔藓植物性分化调节分析

• 批准号: 22KJ1701
• 负责人: 梶原 智明
• 金额: $ 1.41万
• 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: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1701/
• 关键词: 長鎖非翻訳RNA; アンチセンスRNA; 性分化; 生殖細胞分化; 転写因子ネットワーク; 有性生殖; ゼニゴケ; エピジェネティック制御

苔類ゼニゴケでは、生殖細胞分化の鍵因子BNBの下流で、常染色体にコードされるメス化促進因子FGMYBと、その逆鎖からオス特異的に転写されFGMYBをcisに発現抑制する長鎖非翻訳RNAのSUFが性分化を切り替えるスイッチとして働く。本研究は、FGMYB/SUFモジュールを中心とするゼニゴケの性分化制御機構を解析することで、長鎖非翻訳RNAが生殖系列細胞の雌雄分化を制御する仕組みを解明することを目的とする。本年度は、ゼニゴケの性分化制御に重要な転写因子ネットワークを同定するため、昨年度に作出したBNB誘導発現によるゼニゴケの生殖系列細胞様細胞の分化誘導系を用いて時系列トランスクリプトーム解析を行った。CRISPR activation（CRISPRa）遺伝子活性化システムを用いて栄養組織からBNBを異所的に発現誘導した結果、時間経過とともに野生型の生殖器官に近い遺伝子発現プロファイルを示し、先行研究で報告されている既知の性特異的遺伝子は野生型と同様の雌雄の発現パターンを示した。この結果から本実験系は、野生型では細胞数の少なさから解析が困難である性分化過程の遺伝子発現を高解像度に捕捉していることが示唆された。また、共発現ネットワーク解析を行い、生殖系列細胞分化および性分化に関与する可能性がある転写因子群を明らかにした。さらに、同誘導系を利用し、CUT&RUN法によってBNB転写因子のDNA結合箇所を解析した結果、オス株において、BNBがSUFのプロモーター領域に結合することが示唆された。SUFはトランスクリプトーム解析においてもBNBの発現誘導後に発現量が増加していたことから、オス株の生殖系列細胞においてBNBがSUFの発現を促進し、逆鎖からのSUFの転写がFGMYBの発現を抑制することで雄性分化するモデルが考えられた。

In mosses, there is a downstream of key factor BNB for germ cell differentiation, autosomal promoter FGMYB, and a reverse lock specific inhibitor FGMYB for cis expression. The purpose of this study is to analyze the mechanism of sexual differentiation in FMYB/SUF cells. This year, we analyzed the important factors in the regulation of sexual differentiation, and last year we made the analysis of the differentiation induction system of reproductive series cells. CRISPR activation (CRISPRa) gene activation was used to induce the development of BNB heterozygotes in cultured tissues. The results showed that the development of near mid-midmid-mid-midmid-mid-mid- The results showed that the number of cells in the wild type and the wild type was low, and the genetic differentiation process was difficult to analyze. The relationship between reproductive differentiation and sexual differentiation is discussed in detail. The CUT&RUN method was used to analyze the DNA binding site of BNB gene, and the results showed that BNB gene was bound to the DNA binding site of BNB gene. The expression of SUF increased after induction of BNB, and BNB promoted the expression of SUF in the reproductive series of cells of different strains. The expression of SUF inhibited the expression of FGMYB, and the male differentiation of SUF increased.

项目成果

アンチセンス長鎖非翻訳RNA SUFの転写は苔類ゼニゴケ雌性化遺伝子FGMYBの発現抑制に重要である

反义长链非翻译RNA SUF的转录对于抑制地钱女性化基因FGMYB的表达很重要

• 发表时间: 2022
• 作者: 梶原 智明;宮崎 基;岩崎 美雪; 山岡 尚平;吉竹 良洋;安居 佑季子;西浜 竜一;河内 孝之
• 通讯作者: 河内 孝之

Transcription of antisense long non-coding RNA SUF is important for the suppression of female differentiation in the liverwort Marchantia polymorpha

反义长链非编码RNA SUF的转录对于地钱雌性分化的抑制具有重要意义

• 发表时间: 2021
• 作者: Tomoaki Kajiwara;Motoki Miyazaki;Miyuki Iwasaki;Shohei Yamaoka;Yoshihiro Yoshitake;Yukiko Yasui;Ryuichi Nishihama;Takayuki Kohchi
• 通讯作者: Takayuki Kohchi

Establishment of an in vivo system to induce germline cell-like cells from somatic cells in the bryophyte Marchantia polymorpha

苔藓植物地钱体细胞诱导种系细胞样细胞体内系统的建立

• 发表时间: 2022
• 作者: Tomoaki Kajiwara;Yoshihiro Yoshitake;Megumi Iwano;Shogo Kawamura;Yukiko Yasui;Shohei Yamaoka;Takayuki Kohchi
• 通讯作者: Takayuki Kohchi

ゼニゴケにおける生殖系列細胞様細胞の分化誘導系の構築

地钱类生殖细胞分化诱导体系的构建

• 发表时间: 2022
• 作者: 梶原 智明;吉竹 良洋;岩野 恵;川村 昇吾;安居 佑季子;山岡 尚平;河内 孝之
• 通讯作者: 河内 孝之

半数体生物の性染色体上の性決定遺伝子を解明 －コケがもつ現生生物最古の起源の性染色体－

阐明单倍体生物性染色体上的性别决定基因 - 在现代生物最古老的起源苔藓中发现的性染色体 -