| Project/Area Number |
21H02538
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45020:Evolutionary biology-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
佐々木 江理子 九州大学, 理学研究院, 准教授 (20626402)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
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| Keywords | RNAメチルトランスフェラーゼ / 環境効果 / シロイヌナズナ / 適応進化 / RNAメチル化酵素 / スプライシング / 環境変動 / メチルトランスフェラーゼ |
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| Outline of Research at the Start |
植物の環境適応能力は表現型の可塑性と遺伝的な変化(進化)によって担保されている。しかし、一体どのような遺伝的な変化が 環境適応を推進するのかという問いに明確な答えは出されていない。申請者らは、シロイヌナズナの自然集団を用いた遺伝学的な解析を通じて「適応進化の鍵となる因子」を探索する中で、低温や日長などの環境シグナルへの応答を統合制御している新奇遺伝子FIONA1 (FIO1)を見出した。本研究では (1) FIO1の分子メカニズム、(2) 環境適応における鍵因子FIO1の役割を解明することで、植物の適応進化プロセスの理解に貢献する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の環境適応能力は表現型の可塑性と遺伝的な変化（進化）によって担保されているが、一体どのような遺伝的な変化が環境適応を推進するのかという問いに明確な回答は出されていない。本研究では、自然集団中に多型がみられるシロイヌナズナの新規RNAメチルトランスフェラーゼFIONA1に注目し、 (1)分子メカニズム、(2) 環境適応における機能性の解明を目指して研究を実施した。
FIONA1は哺乳類におけるRNAアデノシンメチル化酵素であるMETTL16のホモログであり、2022年以降、FIONA1の主要な機能性に関する複数の論文が立て続けに報告されてきたが、(1) スプライスソームユニットU6 snRNAメチル化修飾を介したスプライシング制御 (Parker et al. eLife, 2022)、(2) メッセンジャーRNAの修飾を介したRNA代謝の調節機能 (Wang et al. Genome Biol, 2022; Sun et al., PLoS Genet, 2022, Xu et al., 2022, Adv. Science) のいずれが主要機能であるかという点に関して研究グループ間で見解が分かれる。私たちは既報の公開データおよびRNAメチル化変異体に加え、取得済みのFIONA1欠損変異体のRNAシークエンスデータを用いてデータ解析パイプラインの評価を行い、スプライシングパターン、RNAメチル化修飾領域ともに、解析パイプライン依存的な大きなバイアスが存在し、各論文の結論に影響を及ぼしていることを明らかにした。また、メタ解析とモチーフ解析を用いて、FIONA1がスプライスソームユニットU6 snRNAメチル化を通じてスプライシング調節に寄与している事を検証し、これらの結果とスプライシング解析における技術的な留意点などを喚起する論文を投稿した（査読中）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実績で述べた通り、2022年にFIONA1の機能に関する論文が相次いで出版され、これらの主張が一致しないことから、新たに公開データを含めたデータの再解析および解析パイプラインの評価を先行させたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
パイプラインの評価と並行して実施した実験から、FIONA1欠損変異体の表現型を回復させる因子を同定しており、表現型の回復系統やコントロール系統のRNA-seqデータを取得済みである。今後、発現データの解析を中心に、FIONA1がダイレクトに関わる環境適応形質の制御を詳細に解析する。特に、FIONA1欠損変異体の遺伝子発現データから示唆された光合成活性、病害応答、開花調節に着目し、実験的に検証を進める。
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