2015 Fiscal Year Research-status Report
イネのlncRNAによる遺伝子発現制御機構の解明とDNA脱メチル化の役割の理解
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15K07262
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
小野 明美 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 特任助教 (90732826)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | lncRNA / DNA脱メチル化 / 遺伝子発現制御 / エピゲノム / 胚乳発生 / 環境応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年のゲノム解析技術の急速な進展に伴い、新しい機能分子の存在が明らかにされつつある。その１つであるlong noncoding RNA (lncRNA)は、遺伝子発現制御因子として様々な生命現象に関わることから、植物の農業形質を司る遺伝子制御にも関与していることが予測される。しかしその知見は非常に限られており、特に穀物の農業形質を大きく支配する、胚乳の初期発生過程や環境応答過程における分子レベルでの理解は進んでいない。そこで本研究はイネを材料として、lncRNAによる新規の遺伝子制御機構を明らかにすることを目的としている。まずイネ胚乳の初期発生過程において、受精前の中央細胞および受精後２日目の胚乳細胞における網羅的なRNA解析を行うため、それぞれの細胞の単離、RNA抽出方法の構築を試みた。受精後２日目の胚乳細胞については、ガラスキャピラリーを用いることで、比較的安定して細胞を単離し、RNAを抽出する実験系を構築することができた。この系を用いて、網羅的解析のために十分な量のRNAを回収している。受精前の中央細胞については、非常に微量な細胞の単離であることから、安定してRNAを回収するためには、更に実験系の最適化にむけた検討が必要である。次に栄養組織の環境応答過程での解析については、その解析系の確立を試みた。DNA脱メチル化酵素変異体を用いて、乾燥、低温、高塩濃度、各種植物ホルモン処理を行ったところ、野生型と比べてその応答性に顕著な差が見られる条件は認められなかった。続いて病原菌への応答を評価するため、野生型、変異体それぞれの胚に由来するカルスを用いた実験系を構築した。この実験系は培養によりカルスの量を大量に増やすことが可能である。そのため多検体を必要とする病原菌接種の評価に適しており、その後の解析についても扱いやすいものと考える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画では、胚乳の初期発生過程については本年度中に次世代シーケンサーによる網羅的なRNA解析まで行う予定であったが、対象とする細胞の単離、RNAの抽出法の構築に、想定していた以上に時間が掛かったためRNAの解析まで至らなかった。しかし、初期胚乳細胞からのRNA抽出について比較的安定した実験系が構築できたので、今後は順次、網羅的なRNA解析を行うことができるものと考えている。栄養組織環境応答解析系の確立については、本年度中に解析系を決定するまでには至らなかった。しかし、病原菌への応答を評価するのに適した実験系を構築することができたので、解析系の確立へ向けて順次接種実験を行っていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、胚乳の初期発生過程については、受精後の初期胚乳細胞から抽出したRNAの次世代シーケンサーを用いての解析に順次着手していく。計画の通り、野生型におけるlncRNAを網羅的に解析、同定するとともに、変異体との比較解析を行っていく。受精前の中央細胞については、細胞の単離、RNAの抽出方法の検討を引き続き行い、安定した系を確立していく。条件が整ったところで、順次、次世代シーケンサーを用いた網羅的なRNA解析を行っていく。栄養組織環境応答過程については、新たに構築した病原菌への応答を評価する実験系を用いて、順次接種実験を行う。野生型と変異体とを丁寧に比較し、解析系の確立を試みる。
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| Causes of Carryover |
対象とする細胞の単離、RNAの抽出法の構築に、想定していた以上に時間が掛かった。その結果、本年度中に行う予定であった次世代シーケンサーによる網羅的なRNA解析まで至らなかったため次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
RNAサンプルが整い次第、次世代シーケンサーを用いた解析を進めていくので、当初の計画通り、その解析のために使用する。微量な細胞の単離や、次世代シーケンサーによる大量データの解析については、技術的な改良にむけた情報の収集が不可欠であるので、分子生物学会や遺伝学会等に参加し情報収集に務める。学会参加時には得られた成果の発表も積極的に行っていく予定である。学会発表も含めた本研究の成果発表にも使用する計画である。
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