野外の生物における季節変化に対する染色体ダイナミクスの解析

• Project/Area Number: 17K19350
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Molecular and Genome biology and related fields
• Research Institution: Osaka University (2024); Kyoto University (2017-2019)
• Principal Investigator: 伊藤 佑 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (70780906)
• Project Period (FY): 2024-03-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: ゲノム / エピゲノム / 環境 / 植物 / 染色体動態 / 環境応答 / 自然環境下

Outline of Research at the Start

本研究の目的は「野外の生物が遺伝子の機能するタイミングをいかに制御しているのか」という疑問を染色体のダイナミクスから理解することにある。この目的を達成するため、植物が冬期の低温を経験する事で春に開花する「春化」の過程に着目し、野外の植物を用いた季節による染色体ダイナミクスの違いを検出する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、「野外の生物が遺伝子の機能するタイミングをいかに制御しているのか」という疑問を染色体のダイナミクスから理解することにある。この目的を達成するため、植物が冬期の低温を経験する事で春に開花する「春化」の過程に着目し、野外の植物を用いた季節による染色体ダイナミクスの違いの検出する。令和元年度においては以下の計画を実施した。
1、野外でサンプリングされたハクサンハタザオ葉に対する染色体ダイナミクスの検出プロトコルの開発
前年度までに採取した、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)の近縁種であり多年草のハクサンハタザオ(Arabidopsis halleri subsp. gemmifera)の季節サンプルを材料に実験を行った。具体的には、兵庫県多可郡の渓流沿いに群生するハクサンハタザオの自然集団から、主に夏期・冬期に採取し固定された葉組織を用いた。実験手法としては、シロイヌナズナで確立されたHi-C(high-throughput chromosome conformation capture)法のプロトコルをもとに、ハクサンハタザオ用に改変を行った。
2、染色体ダイナミクスの検出
上記により改変したプロトコルを用いて、染色体ダイナミクスの検出実験を行った。その結果、2年間にわたる夏期・冬期のサンプルについて染色体ダイナミクスのデータの取得に成功した。その結果、特定の遺伝子座周辺の他のゲノム領域との相互作用など、野外環境下で長期の低温を経験した植物における、核内の染色体相互作用についての情報が明らかになりつつある。