Resistance of plant genomes to gene copy number reduction
| Project/Area Number |
20K21449
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | Fukui Prefectural University |
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Principal Investigator |
Kazama Yusuke 福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (80442945)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 遺伝子量補正 / シロイヌナズナ / RNAseq / ゲノム / 重イオンビーム / 欠失 / RNA-seq / RNA-Seq |
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| Outline of Research at the Start |
植物ゲノムは、遺伝子のコピー数の減少に対し、発現量を上昇させることで元の転写産物の量を保つ即時遺伝子量補正という機能をもつことを明らかにする。遺伝子量補正とは、主に動物の性染色体で知られる現象であり、遺伝子の発現量が雄(♂)と雌(♀)との間で同レベルに調節される機構のことである。申請者らは、ヒロハノマンテマという植物においてY染色体の一部が突然欠失した場合、X染色体が即座に遺伝子量補正を行うことを発見した。この現象が植物ゲノム一般に起こるのではないかという仮説のもと、本研究では、申請者の保有するシロイヌナズナの巨大欠失変異変異体群を用いて、遺伝子発現量の変動とクロマチン動態の変化を調査する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Gene dosage compensation is a phenomenon known mainly in animal sex chromosomes and is a mechanism by which gene expression is regulated at the same level between male (♂) and female (♀) chromosomes. We discovered that the X chromosome of the higher plant, Silene latifolia, undergoes gene dosage compensation in response to a sudden Y chromosome deletion. To examine whether this might be a general phenomenon in plants, rather than a phenomenon limited to sex chromosomes. Therefore, we investigated whether gene dosage correction also occurs in Arabidopsis autosomes when the number of copies of gene is reduced to half. The results showed that the expression levels of the majority of genes were reduced by half compared to the wild type, indicating that immediate gene dosage compensation does not occur in Arabidopsis autosomes.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
シロイヌナズナの染色体を倍数化したり異数化させた場合には、遺伝子の発現量が異なる例が報告されており、倍数化した個体は表現型も大きく異なる。これに対し、ヘテロの欠失についての知見はなかった。本研究では、ヘテロの欠失が起きた場合にそこに存在する遺伝子の発現量がおおよそ半減し、表現型にも影響が現れることを明確に示した。中には、ヘテロ欠失をもつと野生型よりも生重量が多くなる個体も見られた。これらの結果は、ヘテロの欠失も育種上有用であることを示す。ヘテロの欠失は重イオンビーム照射において頻繁に誘発されるため、今後の有効利用が期待される。
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Report
(4 results)
Research Products
(32 results)
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[Journal Article] A Method Enabling Comprehensive Isolation of Arabidopsis Mutants Exhibiting Unusual Root Mechanical Behavior2021
Author(s)
Tojo, H., Nakamura, A., Ferjani, A., Kazama, Y., Abe, T., and Iida, H.
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Journal Title
Frontiers in Plant Science
Volume: -
Pages: 1-8
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] An Argon Ion-Induced Pale Green Mutant ofArabidopsisExhibiting Epidermis-Specific Albinism and Accelerated Leaf Senescence2021
Author(s)
Sanjaya A, Muramatsu R, Sato S, Suzuki M, Ishikawa H, Sasaki S, Ishii K, Ohbu S, Abe T, Kazama Y, Fujiwara MT
Organizer
日本農芸化学会2021年度大会
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