Tilbake til søkeresultatene

FRIBIO2-FRIPRO forskerprosjekt, biologi

The role of small RNAs in genomic imprinting and hybrid barriers

Alternativ tittel: Hvilken rolle spiller små RNA i genomisk imprinting og artsdannelse

Tildelt: kr 7,2 mill.

Prosjektnummer:

276053

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2018 - 2023

Geografi:

Fagområder:

I dette prosjektet studerer vi rollen til genomisk imprinting og hvordan dette epigenetiske fenomenet reguleres og kommer til uttrykk i frøet i kryssninger innen en art og mellom arter, dvs i hybrider. Vi har kunnet påvise reguleringsmekanismen for over 50 imprintede gener i modellplanten Vårskrinneblom (A. thaliana). Flesteparten av de genene vi testet var imidlertid ikke påvirket av disse mekanismene. For å undersøke dette videre testet vi også regulering som er påvirket av små RNA. Det viste seg at å slå ut gener som er viktige i regulering via små RNA ikke påvirket imprinting i større grad. For å følge opp disse funnene har vi brukt GFP-reporterlinjer og celle-sorterings-teknologi for å kunne isolere uttrykket til gener som kan være unikt imprintet i spesifike deler av frøet. Her har vi kunne påvise over 300 imprintede gener som også har unike uttrykksmønstre i frøet. Disse funnene brukes for å lage signatur-profiler for de ulike delene av frøet som muliggjør sortering av sekvenseringsprofiler fra enkeltkjerner i frøets endosperm. Ved å bruke hybride frø som kommer fra krysninger mellom økotyper av A. arenosa har vi også generert materiale som benyttes til å studere genomisk imprinting i denne arten. Videre har vi lykkes med å lage transgene planter som uttrykker GFP spesifikt i endospermen i arten Strandskrinneblom (A. Arenosa), en nær slektning til A. thaliana. Disse plantelinjene gjør det mulig å analysere hybride kryss mellom A.thaliana og A.arenosa vha celle-sorterings-teknologi. Dette setter oss i stand til å sammenlikne genomisk imprinting i to beslektede arter, samt å analysere hvordan hybridisering mellom artene påvirker imprinting.

Fertilization in plants generates the seed, a structure with two fertilization products, the embryo, carrying the genetic makeup of the next generation, and the endosperm, a nourishing tissue. In analogy to the mammalian placenta, the endosperm is a site for the epigenetic phenomenon genomic imprinting; parent-of-origin dependent expression of genes due to epigenetic regulatory marks established in the male and female germ line. Genomic imprinting is a highly captivating example of gene regulation. The underlying epigenetic mechanisms must be able to distinguish two identical alleles and reside in the same nucleus. Imprinted expression results from differences in epigenetic marks, and the major mechanisms include maintenance DNA methylation and post-translational modifications of histones on the parental alleles. However, by far all imprinted genes can be explained by these mechanisms, and a novel type of DNA methylation guided by small, single stranded RNA emerge as a mechanistic alternative. A related and insufficiently investigated role of small RNAs is speciation. When different species interact in fertilization, hybrid seeds are generated, that usually abort due to post-zygotic barriers, traditionally explained by mis-regulation of imprinted genes. In the proposed research, small RNAs that guide epigenetic modification are hypothesized to play significant roles in imprinted gene regulation and further to act through imprinted genes or affecting other seed regulatory cascades to erect post-zygotic species barriers. To test these hypotheses we propose to use a combination of genetic dissection, transcriptomics and epigenomics. We will identify imprinted genes regulated by small RNA in the genus Arabidopsis, and further test the hypothesis that imprinted genes are evolutionary conserved between related species. Finally, we propose to experimentally demonstrate that small RNAs are involved in the establishment of post-zygotic hybrid barriers and thus speciation.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Aktivitet:

FRIBIO2-FRIPRO forskerprosjekt, biologi

Finansieringskilder