計画研究班

胚乳における種の障壁：エピゲノム制御の鍵分子機構

植物の生殖過程では、「他の植物種と交雑することなく自らのゲノムを維持するシステム」が生殖障壁として機能している。このシステムは、受精に至る多段階に配置される「鍵と鍵穴」の分子認証の総体として捉えることができる。興味深いことに、受精前の分子認証を突破した場合でも、受精後の胚乳において、極めて鋭敏な異種ゲノムを感知する分子認証システムが配置されている。ここでは、両親ゲノムの塩基配列レベルの違いのみならず、可塑性の高いエピジェネティックな制御機構が重要な位置を占めていることを、我々は科研費を中心とした研究費支援により、一連の分子機構を明らかにしてきた。
本研究計画では、植物の新種誕生原理の解明のため、(1) 受精後の胚乳の生殖障壁をエピジェネティックに誘導する DNA 脱メチル化の役割と、(2) 受精後の胚乳が自らを崩壊させることにより異種ゲノムを排除する機構を明らかにすることを目的とする。最近の我々の研究により、 FACT ヒストンシャペロン SSRP1 が関与する DNA の脱メチル化により、低分子 RNA が産出されることが明らかになりつつある。こうした低分子 RNA は、細胞や組織間を移行し、胚での標的ゲノムを制御することを示唆するデータが得られている。また、受精後の胚乳では、ポリコ ーム複合体構成因子による発生進行プログラムと、細胞周期の二つの要因により、自身を崩壊させる異種ゲノムの認証機構が浮かび上がってきている。これらは「低分子 RNA 群と標的ゲノム」(辻班、瀬々班、渡辺班との連携)や「複数の転写因子複合体とその標的遺伝子」(構造生物学、上口班との連携)の領域キーワードに集約され、異分野融合ブレークスルーテクノロジーを活用した新種誕生原理の解明に必要不可欠である。研究成果は速やかに論文として発表するとともに、国際学会、プレスリリース、ホームページを通じて広く社会・国民に発信する。

メンバ―リスト

• 木下　哲横浜市立大学　木原生物学研究所
• 吉田　健太郎神戸大学　大学院農学研究科
• 河邊　昭京都産業大学　総合生命科学部
• 大西　孝幸宇都宮大学　地域連携教育研究センター

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