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Understanding the molecular basis of the miRNA system in the unicellular green alga Chlamydomonas.

Research Project

Project/Area Number 19K06710
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
Research InstitutionKochi University

Principal Investigator

Yamasaki Tomohito  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 助教 (70512060)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsmicroRNA / クラミドモナス / 次世代シークエンサー / 次世代シークエンサー解析 / ゲノム編集 / miRNA / マイクロRNA
Outline of Research at the Start

本研究では、単細胞緑藻クラミドモナスにおいてマイクロRNA(miRNA)が作られ、標的mRNAに作用する仕組み(miRNA作動システム)の分子基盤解明を目指す。そのために、miRNAの作動に必要な未知の遺伝子の同定と機能解析を行う。miRNA作動システムは動植物の共通祖先となった単細胞生物が獲得し、進化の過程でその仕組みを変えた。では始原のmiRNA作動システムはどんな姿だったのか、そんな謎の解明に迫るヒントは単細胞生物にあると考える。しかし単細胞生物のmiRNA研究は進んでいない。本研究はクラミドモナスをモデルにした、単細胞生物のmiRNA作動システム解明のさきがけとなる研究である。

Outline of Final Research Achievements

MicroRNAs (miRNAs) are small RNA molecules that repress gene expression. In this study, we aimed to understand the mechanisms of microRNA production and regulation of gene expression in the unicellular green alga Chlamydomonas. As a result, we succeeded in discovering novel components of protein complexes that are necessary for miRNA production and for miRNAs to act on genes. We also established a method for discovering genes that miRNAs act on for the first time in Chlamydomonas, leading to the discovery of genes whose expression is regulated.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

miRNAは、動物・植物などの真核生物に広く存在する、遺伝子の発現を制御する重要な分子である。miRNAの作られ方、作用の仕方、そしてその役割は多細胞生物でよく理解されている一方で、単細胞生物における知見はほとんどなかった。本研究によって単細胞緑藻クラミドモナスのmiRNAシステムの一端が明らかになったことで、多細胞生物との相同性や相違性についての解析が進み、miRNAシステムの進化史の謎に迫る基盤を形成することができた。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021 2019 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Development of Blade Cells and Rhizoid Cells Aseptically Isolated from the Multicellular Leafy Seaweed <i>Gayralia oxysperma</i>2022

    • Author(s)
      Kinoshita Yutaro、Sato Yoichi、Sakurai Tetsuya、Yamasaki Tomohito、Yamamoto Hirofumi、Hiraoka Masanori
    • Journal Title

      CYTOLOGIA

      Volume: 87 Issue: 1 Pages: 17-22

    • DOI

      10.1508/cytologia.87.17

    • ISSN
      0011-4545, 1348-7019
    • Year and Date
      2022-03-25
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] UV-A/B radiation rapidly activates photoprotective mechanisms in Chlamydomonas reinhardtii2021

    • Author(s)
      Tokutsu Ryutaro、Fujimura-Kamada Konomi、Yamasaki Tomohito、Okajima Keisuke、Minagawa Jun
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 185 Issue: 4 Pages: 1894-1902

    • DOI

      10.1093/plphys/kiab004

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Structural basis of LhcbM5-mediated state transitions in green algae2021

    • Author(s)
      Pan Xiaowei、Tokutsu Ryutaro、Li Anjie、Takizawa Kenji、Song Chihong、Murata Kazuyoshi、Yamasaki Tomohito、Liu Zhenfeng、Minagawa Jun、Li Mei
    • Journal Title

      Nature Plants

      Volume: 7 Issue: 8 Pages: 1119-1131

    • DOI

      10.1038/s41477-021-00960-8

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The CONSTANS flowering complex controls the protective response of photosynthesis in the green alga Chlamydomonas2019

    • Author(s)
      Tokutsu Ryutaro、Fujimura-Kamada Konomi、Matsuo Takuya、Yamasaki Tomohito、Minagawa Jun
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 4099-4099

    • DOI

      10.1038/s41467-019-11989-x

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] HITS-CLIP によるクラミドモナスmiRNA 標的遺伝子の同定2022

    • Author(s)
      山﨑朋人、高橋弘喜
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] タンパク質に結合するRNAを網羅的に同定するHITS-CLIP法の確立2022

    • Author(s)
      高橋弘喜、清水楓、山﨑朋人
    • Organizer
      クラミドモナス研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] non-RI HITS-CLIP によるクラミドモナスAGO3 の標的遺伝子探索2021

    • Author(s)
      山﨑朋人、高橋弘喜
    • Organizer
      植物RNAネットワーク
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 単細胞緑藻クラミドモナスから探る microRNA の始原機能2021

    • Author(s)
      山﨑朋人
    • Organizer
      土佐生物学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究論文が英国科学誌Nature Communicationsに掲載されました

    • URL

      https://www.kochi-u.ac.jp/information/2019091700018/

    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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