菌類におけるマイクロRNAを介した遺伝子発現調節機構の解明

• Project/Area Number: 09J06161
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 基礎ゲノム科学
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 姫野 未紗子 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2010: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2009: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: イネいもち病菌 / マイクロRNA / RNAサイレンシング / 菌類の転写後調節機構

Research Abstract

タンパク質に翻訳されないRNA、いわゆるnon-coding RNA(ncRNA)は遺伝子の発現制御に関与することが示唆されている。microRNA(miRNA)は、ncRNAの一種であり、ポストゲノム解析として近年急速に研究が進められている。本研究では、菌類におけるncRNAを介した遺伝子発現制御機構1を探るために、実験材料として、イネに感染して深刻な被害を与える植物病原菌類、イネいもち病菌を用いている。イネいもち病菌は、その経済的な重要性から、植物病原菌として初めて全ゲノムが解読され、植物病原糸状菌のモデル生物となっている。これまでに、イネいもち病菌から小分子RNAをクローニングし配列解析を進めてきた。
今年度は、イネいもち病菌のレトロトランスポゾン遺伝子のひとつ、「MAGGY」に着目し、そのMAGGYがどのように遺伝子発現制御を受けているのかを小分子RNAの検出によって解析した。MAGGYは、イネいもち病菌にコードされるLTR型レトロトランスポゾンの中で最もメジャーな遺伝子である。ノーザンプロット解析によってMAGGY由来の小分子RNAを検出した結果、約21塩基の明瞭なバンドが検出され、MAGGYが小分子RNAを介した遺伝子発現制御を受けていることが示唆された。さらに、それら小分子RNAをクローニングし、配列解析を行った結果、小分子RNAが生成される領域には偏りがあり、複数のホットスポットが存在することが示唆された。また、イネいもち病菌には、病原性が異なる多数の系統が知られている。そこで、複数の系統を用いて、RNAを抽出し、MAGGY由来の小分子RNAを検出した。その結果、興味深いことに、系統間によってMAGGY由来の小分子RNAの蓄積量が異なることが明らかになった。以上のように、本年度は菌類における小分子RNAを介した遺伝子発現制御に関して非常に興味深い知見を見出した。
これらの内容の一部については、本年度に行われた、国際微生物学会(International Union of Mycrobiological Societies 2011 Congress for Viology)において口頭発表した。

Research Products

• [Journal Article] Unique morphological changes in plant pathogenic phytoplasma-infected petunia flowers are related to transcriptional regulation of floral homeotic genes in an organ-specific manner (2011)
  • Author(s): Misako Himeno, et al
  • Journal Title: Plant Journal Volume: 67 Issue: 6 Pages: 971-979
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04650.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular epidemiology of plum pox virus in Japan. (2011)
  • Author(s): Maejima K., Himeno M., Komatsu K., Takinami Y., Hashimoto M., Takahashi S., Yamaji Y., Oshima K., Namba S.
  • Journal Title: Phytopathology Volume: (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First report of plum pox virus infecting Japanese apricot (Prunus mume Sieb. et Zucc.) in Japan. (2010)
  • Author(s): Maejima K., Hoshi H., Hashimoto M., Himeno M., Kawanishi T., Komatsu K., Yamaji Y., Hamamoto H., Namba S.
  • Journal Title: Journal of General Plant Pathology Volume: 76 Pages: 229-231
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Significantly low level of small RNA accumulation derived from an encapsidated mycovirus with dsRNA genome. (2010)
  • Author(s): Himeno M., Maejima K., Komatsu K., Ozeki J., Hashimoto M., Kagiwada S., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Virology 396 Pages: 69-75
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Viral-induced systemic necrosis in plants involves both programmed cell death and the inhibition of viral multiplication, which are regulated by independent pathwevs (2010)
  • Author(s): Komatsu K., Hashimoto M., Ozeki J., Yamaji Y., Maejima K., Senshu H., Himeno M., Okano Y., Kagiwada S.
  • Journal Title: Molecular Plant-Microbe Interactions 23 Pages: 283-293
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The N-terminal region of the Plantago asiatica mosaic virus coat protein is required for cell-to-cell movement, but is dispensable for virion assembly. (2009)
  • Author(s): Ozeki J., Hashimoto M., Komatsu K., Maejima K., Himeno M., Senshu H., Kawanishi T., Kagiwada S., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Molecular Plant-Microbe Interactions 22 Pages: 677-685
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] plum pox virus(プラムポックスウイルス)の国内における発生 (2009)
  • Author(s): 前島健作・萱野佑典・姫野未紗子・濱本宏・山次康幸・難波成任
  • Journal Title: 植物防疫 63 Pages: 42-46
  • NAID: 40016799034
• [Presentation] Escape from host RNA silencing by a dsRNA virus replicating within the rigid virion structure (2011)
  • Author(s): Misako Himeno, et al
  • Organizer: International Union of Mycrobiological Societies 2011 Congress for Viology
  • Place of Presentation: Hokkaido, Japan
• [Presentation] イネいもち病菌ウイルスに対して働くRNAサイレンシング機構に関する解析 (2010)
  • Author(s): 姫野未紗子・前島健作・小松健・尾関丈二・千秋博子・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成22年度日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Characterization of Floral Morphogenesis and Expression of Floral Development Genes in Phytoplasma-Infected Hydrangea and Petunia (2010)
  • Author(s): Himeno M., Kojima N., Neriya Y., Sugawara K., Ishii Y., Hoshi A., Kakizawa S.. Oshima K., Namba S.
  • Organizer: 18th International Congress of the International Organization for Mycoplasmology
  • Place of Presentation: Italy
• [Presentation] イムノクロマト法によるウメ輪紋ウイルス(plum pox virus, PPV)の簡易迅速高感度検出キッ (2009)
  • Author(s): 前島健作・萱野佑典・姫野未紗子・小松健・白石拓也・山次康幸・北村暢夫・大上光明・濱本宏・難波成任
  • Organizer: 平成21年度日本植物病理学会関東部会
  • Place of Presentation: 日本大学藤沢キャンパス
  • Year and Date: 2009-09-10
• [Remarks]
  • URL: http://papilio.ab.a.u-tokyo.ac.jp/planpath/ppref.html