2017 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of rice lncRNAs dynamics under the epigenetic regulation
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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進展に伴い、新たに見出されてきた分子種であるlong noncoding RNA (lncRNA)は、様々な生物学的機能の制御に関わる重要な因子であることが報告されており、作物の農業形質を司る遺伝子制御への関与も予測される。その作用機作については不明な点が多く、加えてその機能にはトランスポゾン(TE)が寄与することが推察されているものの、両者をつなぐ分子機構については未知な部分が大きい。本研究はイネを材料に、その農業形質を大きく支配する初期胚乳発生と環境応答に着目し、野生型イネ（日本晴）のlncRNAの探索、更にはエピゲノム修飾に関与する変異体との比較解析により、lncRNAによる新規遺伝子制御機構の解明、およびTEとそのエピゲノム修飾の制御機構への貢献について理解していくことを目的としている。
初期胚乳発生、および環境応答として幼植物体水耕栽培による高塩処理の解析系を確立した。この解析系を用いて、それぞれRNAを抽出し、次世代シーケンサーによる解析を行った。研究代表者の所属する研究室にて開発されたパイプライン（Tonosaki 未発表）を用いたlncRNAの網羅的探索の結果、両解析系において多数の新規lncRNAが存在すること、その多くの転写領域にTE配列が関与すること、初期胚乳発生と高塩処理時の葉で生成されるものの多くはオーバーラップしないこと、高塩処理時に特異的に生成されるものがあること、などが明らかとなった。この解析過程で、それぞれの解析系におけるlncRNAを含むゲノムワイドな遺伝子発現のレファレンスを確立するに至った。
平衡して行ったTEのマイクロアレイ解析により、イネゲノムに散在するTEの初期胚乳発生時における発現変動の様子を明らかにした。その変動のパターンはDNAメチル化酵素の変異体で特徴的な変化を示すことも明らかとなった。
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