| Project/Area Number |
23K23938
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| Project/Area Number (Other) |
22H02675 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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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 Institute of Technology |
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Principal Investigator |
花田 耕介 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50462718)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
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| Keywords | 短い遺伝子 / 集団遺伝 / De-novo遺伝子 / シロイヌナズナ / 植物 |
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| Outline of Research at the Start |
近年のゲノム解析の結果、種特異的なde-novo遺伝子が期待以上に同定され、生物の多様性に大きく貢献している可能性が提唱されている。それにも関わらず、生理活性を変化させる（機能的な）de-novo遺伝子を探索する研究はほとんどない。本研究では、シロイヌナズナには明確な機能を有すものの、近縁種には遺伝子構造が壊れているため同じ機能を持ちえない種特異的なde-novoの短い遺伝子に着目し、近縁種およびシロイヌナズナ集団のゲノム情報から推定される適応力を定量化し、シロイヌナズナが生き残るために大きな役割を果たしているde-novoの遺伝子を探索する方法の確立を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
de-novo遺伝子とは、今まで存在していた遺伝子と全く保存性がない、新たに出現する遺伝子である。de-novo遺伝子の多くは、小さいタンパク質（< 100aa）をコードする短い遺伝子であるため、生物の構成要素として、大きく貢献しているとは考えられていなかった。しかし、近年のゲノム解析の結果、種特異的なde-novo遺伝子が期待以上に同定され、生物の多様性に大きく貢献している可能性が提唱されている。それにも関わらず、生理活性を変化させる（機能的な）de-novo遺伝子を探索する研究はほとんどない。本研究では、シロイヌナズナには明確な機能を有すものの、近縁種には遺伝子構造が壊れているため同じ機能を持ちえない種特異的な35個のde-novo遺伝子の内、過剰発現で、傷害シグナル経路が強化され乾燥耐性を示すsORF39と、開花の遅延シグナルを強化するsORF791に着目した。この二つの遺伝子は、発現抑制させると、過剰発現で見出された表現形質を野生型よりも抑制していることを明らかにした。そこで、sORF39とsORF791と相互作用するタンパク質を同定するために、GFP融合した各遺伝子を過剰に発現させた形質転換体から、抗GFP抗体を用いて、GFP融合タンパク質に相互作用するタンパク質群を免疫沈降させる。その後、免疫沈降したタンパク質をプロテオーム解析で同定した。その結果、sORF39は、結合するメンバーが予想できた。一方で、sORF791はミトコンドリアに局在するにも関わらず、ミトコンドリアに局在するタンパク質の候補を得ることができなかった。そのため、sORF39は、今後とも相互作用するタンパク質のメンバーの同定に入るが、sORF791は過剰発現体と発現抑制体の形質転換体のトランスクリプトーム解析を実施し、開花抑制のシグナルを制御していることを明らかにした。これらをまとめた論文を執筆した。
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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
一つの論文投稿が終了し、もう一つの論文を終了するための追加実験を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
sORF39は、結合するメンバーが予想できたため、メンバーを一過的にタバコ葉で発現させ
、共局在するかを調べる実験を行う。さらに、sORF791と同様に、過剰発現体と発現抑制体の形質転換体のトランスクリプトーム解析を実施し、sORF39のシグナル経路を明確にすることを目指す。
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