イネの低分子RNAによるゲノム寄生因子の動態制御に関する研究

• Project/Area Number: 19658003
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 佐藤 豊 Nagoya University, 大学院・生命農学研究科, 准教授 (40345872)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2008: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2007: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: 発生・分化 / 遺伝学 / 茎頂分裂組織 / siRNA / 植物 / イネ / 突然変異体 / シュートレス / 低分子RNA / トランスポゾン / ヘテロクロマチン / miRNA

Research Abstract

動く遺伝子としても知られるトランスポゾンは、真核生物ゲノムの主要な構成因子である。トランスポゾンは転移の過程でしばしば宿主ゲノムに有害な変異を誘発する一方、ゲノムに多様性をもたらし、宿主の環境適応や進化に一定の役割を果たしている。本研究はイネで見つかったトランスポゾンが宿主の遺伝子サイレンシングを利用し自身を活性化する経路の解析を通してトランスポゾンによるゲノムの環境適応・進化機構の解明を目的とする。
平成20年度はトランスポゾン由来のmiRNAであるmiRJを過剰に発現する遺伝子組み換え植物の作成や変異体のスクリーニング、miRJを生産できない系統・変異体、miRJのコピー数の多い系統・少ない系統のスクリーニングを行った。その結果、小分子RNA生成経路の突然変異体において、miRJの蓄積が著しく減少する系統を一つ見いだした。また、クロマチン再構築に関わる突然変異体においてmiRJの発現が上昇していることも見いだした。さらに、様々なイネの野生種・栽培種におけるmiRJの存在の有無を、PCRにより約120系統解析したが、全てで存在していた。野生イネを用いたサザン解析により、イネ属の中にはmiRJのコピー数が著しく上昇している種があることも見いだした。
一方、平成20年度はmiRJ過剰発現が標的遺伝子の発現制御に及ぼす影響を調べるために、単純にmiRJ前駆体を過剰発現する形質転換植物の作成も試みたが、過剰発現体は得られなかった。おそらく、トランスポゾン由来の配列を遺伝子導入したために転写後サイレンシング(PTGS)を受けたためと考えられた。このため、miRJの配列をトランスポゾンと関係のない通常のmiRNA前駆体に組み込んだ人工miRNA前駆体遺伝子をつくり、miRJ配列の過剰発現させる試みを開始した。

Research Products

• [Journal Article] Identification of precursor transcripts for 6 novel miRNAs expands the diversity of the genomic organization and expression of miRNA genes in rice. (2008)
  • Author(s): Severine Lacombe, Hiroshi Nagasaki, Carole Santi, David Duval, Benoit Piegu, Matine Bangratz, Jean-Christophe Breitler, Emmanuel Guiderdoni, Christphe Brugidou, Judith Hirsch, Xiaofeng Cao, Claire Brice, Olivier Panaud, Wojeiech Karlowski, Yutaka Sato, Manuel Echeverria
  • Journal Title: BMC Plant Biology 8 Pages: 123-123
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The SHOOT ORGANIZATION2 gene coordinates leaf domain development along the central-marginal axis in rice. (2008)
  • Author(s): Jun-Ichi Itoh, Yutaka Sato, Yasuo Nagato
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology 49 Pages: 1226-1236
  • NAID: 10027333072
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Developmental Role and Auxin Responsiveness of Class lll HD-Zip Gene Family Members in Rice. (2008)
  • Author(s): Jun-ichi Itoh, Ken-ichiro Hibara, Yutaka Sato, Yasuo Nagat
  • Journal Title: Plant Physiology 147 Pages: 1960-1975
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RNAサイレンシング経路を介したイネの茎頂分裂組織構築機構 (2008)
  • Author(s): 佐藤豊, 野坂実鈴, 伊藤純一
  • Journal Title: ブレインテクノニュース 128 Pages: 6-10
• [Journal Article] The maize Viviparous8 locus, encoding a putative AMP1-like pepti dase, regulates ABA accumulation and coordinates embryo and endosperm development. (2008)
  • Author(s): Masaharu Suzuki, et. al.
  • Journal Title: Plant Physiology 146 Pages: 1193-1206
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Rice Annotation Project Database(RAP-DB) (2008)
  • Author(s): Rice Annotation Project
  • Journal Title: Nucleic Acid Research 36
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The small interfering RNA production pathway is required for shoot meristem initiation in rice. (2007)
  • Author(s): Hiroshi Nagasaki, et. al.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci USA, 104 Pages: 14867-14871
  • Peer Reviewed
• [Presentation] トランスポゾン由来の小分子RNAによるイネゲノムの動態制御 (2009)
  • Author(s): 野坂実鈴, 伊藤純一, 阿部匡, 長戸康郎, 佐藤豊
  • Organizer: 第115回日本育種学会講演会
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] 小分子RNAからみえてくる植物ゲノムとゲノム寄生因子の攻防 (2009)
  • Author(s): 佐藤豊, 野坂実鈴
  • Organizer: 第50回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2009-03-24
• [Presentation] 器官分化に異常があるィネ胚発生突然変異体の解析 (2008)
  • Author(s): 中尾梨沙, 杉山夏紀, 北野英己, 佐藤豊
  • Organizer: 第15回育種学会中部地区談話会
  • Place of Presentation: 名城大学
  • Year and Date: 2008-11-29
• [Presentation] 宿主のRNAサイレンシング経路を利用したゲノム寄生因子の対宿主戦略とイネのゲノム進化 (2008)
  • Author(s): 佐藤豊
  • Organizer: 第80回日本遺伝学会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2008-09-04
• [Book] RNA実験ノート (2008)
  • Author(s): 野坂実鈴
  • Total Pages: 2
  • Publisher: 羊土社