エピジェネティックな機構と植物ゲノムの共進化：DNA脱メチル化酵素の進化解析

• Project/Area Number: 18K14758
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 45010:Genetics-related
• Research Institution: Kyoto Sangyo University
• Principal Investigator: 吉田 貴徳 京都産業大学, 総合生命科学部, 研究員 (10611642)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: エピジェネティクス / ゲノム進化 / 植物 / 脱メチル化酵素 / ゲノムショック

Outline of Annual Research Achievements

真核生物のゲノム多様性がどのような要因により生じて、それが進化の過程において維持されているのかはいまだに未解明な点が多く残されている。ゲノム進化については、近年ではエピジェネティックな制御機構とトランスポゾン等の関連性が注目されている。植物はゲノム多様性がとりわけ高いため、ゲノム進化を研究するための良い研究対象である。本研究では、DNAを脱メチル化する酵素をコードする遺伝子に着目し、その分子進化パターンについて解析している。また、アブラナ科植物Brassica rapaの種子で発現している小分子ノンコーディングRNAの解析を行い、ゲノム進化とエピジェネティックな制御機構との関連性を解析する。
今年度は、前年度に準備をしていた組織試料を用いて、発達段階の種子の胚と胚乳 (Brassica rapa) でのsmall RNA発現パターンを調べるためのNGS解析を行った。得られたデータの予備的な解析からは、今後の研究に十分なデータ量が得られたことを確認した。また、胚と胚乳組織から抽出したgDNAを用いて、NGSによるメチロームデータを取得した。メチロームデータについては、研究の完成のためには今後さらなるデータの取得を行う必要があるかもしれない。今年度は、これらのデータのバイオインフォマティクス 解析を進めた。
また、植物での遺伝子発現データを用いた分子進化解析の結果を論文にまとめて今年度に国際誌に投稿した。現在査読者からの指摘に沿って、論文原稿の改訂を行っている。

Research Products

• [Journal Article] Genome defense against integrated organellar DNA fragments from plastids into plant nuclear genomes through DNA methylation (2019)
  • Author(s): Yoshida Takanori、Furihata Hazuka Y.、To Taiko Kim、Kakutani Tetsuji、Kawabe Akira
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Issue: 1 Pages: 2060-2060
  • DOI: 10.1038/s41598-019-38607-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] DNA Methylation Diversification at the Integrated Organellar DNA-Like Sequence (2018)
  • Author(s): Yoshida Takanori、Tarutani Yoshiaki、Kakutani Tetsuji、Kawabe Akira
  • Journal Title: Genes Volume: 9 Issue: 12 Pages: 602-602
  • DOI: 10.3390/genes9120602
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genome-Wide Analysis of Parent-of-Origin Allelic Expression in Endosperms of Brassicaceae Species, Brassica rapa (2018)
  • Author(s): Yoshida Takanori、Kawanabe Takahiro、Bo Yina、Fujimoto Ryo、Kawabe Akira
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology Volume: 59 Pages: 2529-2601
  • DOI: 10.1093/pcp/pcy178
  • Peer Reviewed
• [Presentation] エピジェネティクスとゲノム・遺伝子進化の接点 ー植物を用いた研究からー (2019)
  • Author(s): 吉田貴徳
  • Organizer: 第１回日本遺伝学会春季分科会
• [Presentation] Brassica rapaにみられるインプリント遺伝子とその分子進化 (2018)
  • Author(s): 吉田貴徳、川邊隆大、河邊昭
  • Organizer: 日本遺伝学会第90回大会
• [Remarks] 京都産業大学 総合生命科学部ニュース 2019.3.25
  • URL: http://www.kyoto-su.ac.jp/news/20190323_400n_news.html