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植物科学:マイクロRNAによるrolled leaf1の発現抑制がトウモロコシの葉の極性を指定する

Nature 428, 6978 doi: 10.1038/nature02363

動物と植物の両方で、発生上重要な多くの調節遺伝子群に相補的なマイクロRNA(miRNA)が存在しており、これはmiRNAが発生にかかわるシグナル伝達分子の一種であることを示唆している。高等植物の葉は、軸に対する向軸側/背軸側(上側/下側)でさまざまな程度の非対称性を示す。このような非対称性は、クラスIIIホメオドメイン/ロイシンジッパー(HD-ZIPIII)遺伝子群の極性を持った発現により指定される。シロイヌナズナArabidopsisで、このクラスの3種類の遺伝子、つまりPHABULOSA(PHB)、PHAVOLUTA(PHV)、REVOLUTA(REV)は初発葉では全体で発現されるが、原基出現後は向軸面に局在するようになる。HD-ZIPIII遺伝子群の発現を抑制すると、背軸面の細胞運命を指定するKANADI遺伝子およびYABBY遺伝子が発現されるようになる。PHB、PHV、REVの転写物は、miRNA165およびmiRNA166に相補的な部分配列を含んでおり、このためin vitroでは転写物の切断が誘導される。本論文では、miRNA166が高度に保存された極性シグナルとなり、その発現パターンがトウモロコシのhd-zipIIIファミリーに属する遺伝子rolled leaf1(rld1)の発現領域を空間的に限定することを明らかにする。また葉の発生過程で、miRNA166の発現パターンが徐々に拡大してゆくことと、このmiRNAが師部に集積することは、miRNA166が初発葉下部のシグナル伝達中心から生じる可動性シグナルである可能性を示唆している。

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