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環境変動に伴う植物のゲノム変化とストレス応答

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrated analysis of strategies for plant survival and growth in response to global environmental changes
Project/Area Number 23119501
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

伊藤 秀臣  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70582295)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords環境ストレス / トランスポゾン / エピジェネティック / シロイヌナズナ
Outline of Annual Research Achievements

地球の温暖化など地球環境の破壊が問題となっている昨今、環境ストレスと生物の関係はどうなっているのか?そのような課題から環境の変化がもたらす影響について研究を行った。その結果、環境の変化が植物の進化に積極的な影響力を持つことをはじめて実証した。環境ストレスである高温ストレスを植物に与えると転移因子(トランスポゾン)が活性化し、その子孫でトランスポゾンの挿入によるゲノム構造の変化が起ることを見つけた。このことはゲノム構造の変化によって引き起こされる様々な変異の中から環境ストレスに対する耐性を獲得した植物が誕生する可能性を示唆している。本研究は環境ストレスが植物に与える影響について「ゲノム構造の変化と環境適応」という側面からアプローチし、ストレス条件下で活性化するトランスポゾンとそれを制御する宿主側の遺伝子の解析を行うことにより大地・大気環境の変動に対処するために植物がもつ巧妙な生存戦略について理解し、最終的には実際にストレスにより活性化するトランスポゾンを用い植物のゲノム構造を変化させ環境適応能力を獲得した個体を作り上げることを目的とした。研究成果として、熱ストレスによりトランスポゾンの転移が引き起こされた集団からABAストレス耐性個体を同定し、その原因となる挿入先を次世代シークエンサーを用いたゲノム解析により明らかにした。マイクロアレイの解析結果から、ABAストレスで活性化するいくつかのトランスポゾンを同定した。トランスポゾン挿入領域のエピジェネティックな修飾の変化を解析するため、ヒストンH3K9やH3K4の抗体を用いた免疫沈降実験を行った。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Evolution of the ONSEN retrotransposon family activated upon heat stress in Brassicaceae.2013

    • Author(s)
      Hidetaka Ito
    • Journal Title

      Gene

      Volume: 518 Issue: 2 Pages: 256-261

    • DOI

      10.1016/j.gene.2013.01.034

    • NAID

      120005208894

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The effects of heat induction and the siRNA biogenesis pathway on the transgenerational2012

    • Author(s)
      Matsunaga W, Kobayashi A, Kato A, Ito H
    • Journal Title

      Plant & Cell Physiology

      Volume: 53 Issue: 5 Pages: 824-833

    • DOI

      10.1093/pcp/pcr179

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] siRNAを介したトランスポゾンサイレンシングとゲノム進化2012

    • Author(s)
      伊藤 秀臣
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡市)
    • Year and Date
      2012-12-14
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 環境ストレスとゲノム進化~高温ストレス活性型トランスポゾンと宿主の攻防~2012

    • Author(s)
      伊藤 秀臣
    • Organizer
      第44回種生物学シンポジウム
    • Place of Presentation
      奥琵琶湖マキノパークホテル&セミナーハウス(マキノ町)
    • Year and Date
      2012-12-09
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Hidetaka Ito2012

    • Author(s)
      A small RNA regulates a heat-activated transposon
    • Organizer
      Frontiers in Plant RNA Research
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)
    • Year and Date
      2012-10-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] シロイヌナズナ熱活性型レトロトランスポゾンの転移制御2012

    • Author(s)
      松永 航、増田 ゆかり、加藤 敦之、伊藤 秀臣
    • Organizer
      日本遺伝学会第84回大会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡市)
    • Year and Date
      2012-09-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Genomic impact of a stress-induced retrotransposon2012

    • Author(s)
      Hidetaka Ito
    • Organizer
      63rd FUJIHARA SEMINAR
    • Place of Presentation
      芝蘭会館(京都市)
    • Year and Date
      2012-08-02
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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