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Elucidation of the conditions for the establishment of piRNA clusters using the piRNA sensor system

Research Project

Project/Area Number 22K15082
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 43050:Genome biology-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Shoji Keisuke  東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (30880116)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
KeywordspiRNA / トランスポゾン / カイコ / BmN4 / piRNA cluster / piRNAクラスター
Outline of Research at the Start

piRNAはゲノム中に存在する非自己因子であるトランスポゾンを選択的に抑制する。この際、piRNAクラスターと呼ばれるゲノム中の領域がトランスポゾンを見分ける一種の記憶装置として機能する。
本研究では、カイコ培養細胞を用いて、どのようなゲノム領域がトランスポゾンを新たに”記憶”し、piRNAを産生するのか、をゲノムワイドに明らかにする。特に、今現在piRNAクラスターではないが、新たにtransgeneが挿入されるとpiRNAクラスターになる領域(potential piRNAクラスター)の網羅的な同定と特徴づけを進めることで、どのようにして新たにpiRNAクラスターになるのかを明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on piRNA clusters, which are the source of "piRNAs for transposon storage and repression. The goal of this study was to elucidate how piRNA clusters grow. As a result, we first found that specifically transposed transposons can be treated as an example of growing piRNA clusters in silkworm cultured cells. Furthermore, we found that artificial transposon-derived piRNAs and siRNAs differ in the regions in which they are produced and how they are located in the cell.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

piRNAはゲノム中に存在する非自己因子であるトランスポゾンを選択的に抑制する。この際、piRNAクラスターと呼ばれるゲノム中の領域が一種の記憶装置として機能し、piRNAクラスター中のトランスポゾン断片からpiRNAを産生することでトランスポゾンの発現を抑制しているとされている。そのため、piRNAクラスターがどの様にトランスポゾンを記憶できるのか、という問いは、生物がゲノム中に存在する非自己とどの様に折り合いをつけてきたのかを明らかにすることに他ならない。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] The dual role of Spn-E in supporting heterotypic ping-pong piRNA amplification in silkworms.2024

    • Author(s)
      Natsuko Izumi, Keisuke Shoji, Lumi Negishi, Yukihide Tomari.
    • Journal Title

      EMBO reports

      Volume: -

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The piRNA cluster torimochi is an expanding transposon in cultured silkworm cells2023

    • Author(s)
      Shoji Keisuke、Umemura Yusuke、Katsuma Susumu、Tomari Yukihide
    • Journal Title

      PLOS Genetics

      Volume: 19 Issue: 2 Pages: e1010632-e1010632

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1010632

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The two Gtsf paralogs in silkworms orthogonally activate their partner PIWI proteins for target cleavage2022

    • Author(s)
      Izumi Natsuko、Shoji Keisuke、Kiuchi Takashi、Katsuma Susumu、Tomari Yukihide
    • Journal Title

      RNA

      Volume: 29 Issue: 1 Pages: 18-29

    • DOI

      10.1261/rna.079380.122

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] カイコにおけるpiRNAクラスタが種内で保存される条件の解明2024

    • Author(s)
      漆嘯・庄司佳祐・泊幸秀
    • Organizer
      令和 6 年度 蚕糸・昆虫機能利用学術講演会 日本蚕糸学会第 94 回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 全転写産物に由来する低頻度なpiRNAの産生2023

    • Author(s)
      庄司佳祐、泉奈津子、泊幸秀
    • Organizer
      第46回分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] The piRNA cluster torimochi is an expanding transposon in cultured silkworm cells.2023

    • Author(s)
      Keisuke Shoji, Yukihide Tomari
    • Organizer
      第24回日本RNA学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Torimochiは外来配列を捕獲するpiRNA clusterであると同時に、カイコ培養細胞において最も活発に転移しているトランスポゾンである2023

    • Author(s)
      庄司佳祐
    • Organizer
      転移因子と宿主の相互作用による生命機能と進化(第6回転移因子研究会)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Torimochiは外来配列を捕獲するpiRNA clusterであると同時に、カイコ培養細胞において最も活発に転移しているトランスポゾンである2023

    • Author(s)
      庄司佳祐、泊幸秀
    • Organizer
      令和 5年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会 日本蚕糸学会第 93 回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Torimochiは外来配列を捕獲するpiRNA clusterであると同時に、カイコ培養細胞において最も活発に転移しているトランスポゾンである2022

    • Author(s)
      庄司佳祐、泊幸秀
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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