《擬南芥小分子RNA與ARID1協同促進精子形成的分子機制》是依託復旦大學，由鄭丙蓮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：擬南芥小分子RNA與ARID1協同促進精子形成的分子機制
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄭丙蓮
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
植物精子的形成由小孢子經過兩次有絲分裂產生。已知DUO1通過激活下游靶基因決定第二次有絲分裂（PM II）的進程，但其調節機制並不清楚。DUO1是miR159的靶標基因，申請人前期的工作表明miR159和DUO1都在PM II時期表達，暗示存在其它因子拮抗miR159激活DUO1。申請人通過生物信息學分析鑑定了轉錄因子ARID1，並發現arid1突變體中精子形成受阻，DUO1表達降低。亞細胞定位顯示ARID1在生殖細胞中表達。因此我們推測ARID1對DUO1的激活起關鍵作用，是精子形成的重要組分。本課題將深入研究ARID1促進精子形成的調控機理；闡明ARID1調節DUO1的分子機制；解析ARID1的表達調控機制；鑑定ARID1的結合蛋白。該項目的完成將在闡明DUO1的調節機制的基礎上加深人們對第二次有絲分裂起始和調控機制的理解，為進一步詮釋小分子RNA在精子發生中的作用機制奠定基礎。
結題摘要
和動物減數分裂的產物即為生殖細胞不同的是，植物雄性減數分裂的產物小孢子仍需經歷兩次有絲分裂才能產生成熟的精細胞。小孢子第一次有絲分裂是不對稱的，形成一個大的營養細胞(Vegetative Cell)和小的生殖細胞(Generative Cell)；隨後小的生殖細胞繼續進行有絲分裂產生兩個精細胞。已知miR159的靶標基因之一DUO1是花粉第二次有絲分裂的開關基因，但DUO1的調控機制並不清楚。而且，營養細胞在兩次有絲分裂過程中需經歷染色質去濃縮的過程，但生殖細胞和精細胞的染色質則高度濃縮，但是這種差異性的染色質狀態的調控機制也不清楚。第三，營養細胞中轉座子被大量激活並產生小RNA，隨後小RNA移動至精細胞沉默精細胞的轉座子，這種轉座子激活和小RNA移動的分子機制也不清楚。項目主持人在項目的支持下，主要圍繞模式植物擬南芥中ARID1如何介導精細胞成熟和參與小RNA介導的轉座子調控展開研究。通過遺傳學、生物化學、細胞生物學和基因組學的手段，項目執行期間，我們取得主要研究成績有一下幾方面：（1）發現ARID1通過與miR159拮抗，直接結合DUO1的啟動子促進其在二核期開始表達，從而促進花粉的第二次有絲分裂進程（PLoS Genet 2014; Sci China Life Sci 2015）；（2）發現ARID1與MET1在生殖細胞中相互抑制，介導了大孢子母細胞細胞命運的決定（JIPB 2017）；（3）發現ARID1可能通過與AGO蛋白互作介導花粉中小RNA的移動，從而參與精細胞中轉座子的沉默（under review）。這些工作為深入闡明小RNA介導的表觀遺傳調控在植物精細胞成熟過程中的作用奠定了紮實的基礎。
