Small RNA pathway analysis on C. elegans and the relatives
Project/Area Number |
19H03212
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 43050:Genome biology-related
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Research Institution | University of Miyazaki (2019-2020, 2022) The University of Tokyo (2021) |
Principal Investigator |
菊地 泰生 宮崎大学, 医学部, 准教授 (20353659)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平形 樹生 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40844791)
佐藤 薫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (20548507)
塩見 美喜子 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (20322745)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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Keywords | ゲノム / トランスポゾン / small RNA / 進化 / ゲノム構造進化 / C. elegans / 姉妹種 / 比較ゲノム / トランポゾン / 近縁種 |
Outline of Research at the Start |
トランスポゾンは生物進化を助長する一方で、トランスポゾンの転移活性はゲノム損傷ひいては致死を引き起こすため、真核生物はSmall RNAによるRNAサイレンシング機構を駆使してトランスポゾンを抑制する。本研究ではモデル生物であるC. elegansと、近年発見された姉妹種C. inopinataの比較解析を行うことで、トランスポゾンによるゲノムの構造進化、さらにそれを制御するsmall RNA機構を明らかにすることを目的として行う。
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Outline of Annual Research Achievements |
トランスポゾンは生物進化を助長する一方で、トランスポゾンのTEの転移はゲノムの損傷など有害な影響も持つため、真核生物はSmall RNAによるRNAサイレンシング機構を駆使してトランスポゾンを抑制する。近年発見されたC. elegansの姉妹種C. inopinataは、C. elegansの約2倍の体サイズをもち、C. elegansとは大きく異なる生殖様式や生態を有している。C. elegansとのゲノム比較により、C. inopinataのゲノムにはトランスポゾンが特徴的に多く存在し、さらに、C. inopinataはSmall RNAを制御するergo-1パスウェイが欠失していることが分かった。本研究では、C. elegans-C. inopinata比較解析系を用いて、トランスポゾンによるゲノムの構造進化、さらにそれを制御するsmall RNA機構を明らかにすることをゴールとし、以下の研究方法により、生物情報学と生化学、遺伝学的解析を行う。 ・C. inopinataの発達ステージごとのsmall RNA発現解析 ・C. inopinataのArgonauteのインタラクトーム解析 ・野外分離株を用いたC. inopinataのゲノム進化解析 以上により、C. inopinataにおける、small RNA パスウェイとsmall RNAによるトランスポゾン制御機構を理解し、C. elegansとの比較により進化学的理解を得る。さらに、野生採取株のゲノム解析により、C. inopinataにおけるトランスポゾンによるゲノム進化の現状を明らかにする。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
C. inopinataおよびC. elegansのメス成虫、オス成虫、卵からsmall RNA ライブラリーを作成し、small RNAseq解析を行った。各ステージでのsmall RNAseqリードを 種類 (miRNA, siRNA, piRNA, rRNA, tRNA)と長さによって分類したところ、C. inopinataはC. elegansと類似した種構成と発現時期をもっているものの、C. inopinataにはC. elegansのErgo-1 pathwayで生成される26G siRNAがオス成虫で欠失していることが判明した。一方で、C. elegansにはない長さのsiRNAを産出していることが明らかとなり、これがErgo-1 26G RNAに代わる役割を持っている可能性が示唆された。
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Strategy for Future Research Activity |
各Small RNA(miRNA, siRNA, piRNA)についてターゲットゲノム領域や遺伝子を同定し、 C. inopinata―C. elegans間での比較をおこなう C. inopinata特異的Argonautの抗体を作成し、associateするSmall RNAを同定する。さらに、26G siRNA ergo-1の欠失を補完するpathwayの探索を行う。
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)