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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Gene regulatory networks underlying 3-D conformational change in genome associated with anhydrobiosis

Research Project

Project/Area Number 17H01511
Research InstitutionNational Agriculture and Food Research Organization

Principal Investigator

黄川田 隆洋  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 主席研究員 (60414900)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 舟橋 啓  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70324548)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords乾燥耐性 / ゲノム構造 / 遺伝子発現調節 / 遺伝子ネットワーク
Outline of Annual Research Achievements

<黄川田グループ>
令和2年度の主な成果として、新たなネムリユスリカゲノムデータベースの構築があげられる。2014年に報告したドラフトゲノムデータを基盤に、PccBioを用いたロングリードシーケンスやHi-Cによるスキャホールディングなどのデータを用いてをアセンブルを深化させた結果、コンティグおよびスキャホールドのN50/L50が大幅に改善され、染色体レベル(n=4)のゲノムデータを得ることができた。染色体の間で、乾燥誘導性遺伝子が偏って座乗していることも明らかとなった。以上の成果をまとめて、論文投稿を進めている。また、ネムリユスリカの乾燥耐性に関連した基盤的なオミクスデータとして、メタボローム解析結果をPNAS誌に発表したa

<舟橋グループ>
令和2年度は、ネムリユスリカ幼虫における乾燥時の詳細な時系列RNA-seqデータを用いた遺伝子制御ネットワーク推定を完了した。この遺伝子制御ネットワーク推定により、乾燥耐性に関わる遺伝子群全体の発現調節にはNF-YAとSix4という二つの転写因子が強く関わることが示唆された。これら核内ゲノムに対する遺伝子制御機構の解析に加え、本年度はミトコンドリアゲノムへの遺伝子制御メカニズムの解析も並列して行った。これにより前年度に発見した再水和時点におけるミトコンドリアゲノムにコードされた遺伝子の過剰な遺伝子発現を誘導する可能性のある転写因子としてhomeotic proteinであるcaudalおよびhomeobox proteinでextradenticleの二つの転写因子が主要な役割を担う可能性を新規に示唆した。この結果は、再水和時における能動的な生き返りを制御する転写因子の発見であるといえ、これまでに注目されてきた乾燥における死の回避とは別視点である乾燥耐性における重要なプロセスである生き返りのメカニズム解明に資するものである。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] カザン大学(ロシア連邦)

    • Country Name
      RUSSIA FEDERATION
    • Counterpart Institution
      カザン大学
  • [Journal Article] Combined metabolome and transcriptome analysis reveals key components of complete desiccation tolerance in an anhydrobiotic insect2020

    • Author(s)
      Ryabova Alina、Cornette Richard、Cherkasov Alexander、Watanabe Masahiko、Okuda Takashi、Shagimardanova Elena、Kikawada Takahiro、Gusev Oleg
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 117 Pages: 19209~19220

    • DOI

      10.1073/pnas.2003650117

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of a Tet-On Inducible Expression System for the Anhydrobiotic Cell Line, Pv112020

    • Author(s)
      Tokumoto Shoko、Miyata Yugo、Usui Kengo、Deviatiiarov Ruslan、Ohkawa Takahiro、Kondratieva Sabina、Shagimardanova Elena、Gusev Oleg、Cornette Richard、Itoh Masayoshi、Hayashizaki Yoshihide、Kikawada Takahiro
    • Journal Title

      Insects

      Volume: 11 Pages: 781~781

    • DOI

      10.3390/insects11110781

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 限界を超えた能力を生命に付与したい ー設計図志向な生物学を目指してー2021

    • Author(s)
      山田 貴大
    • Organizer
      The 40th Scienc-ome
    • Invited
  • [Presentation] Cap Trap RNA-Seqを用いた乾眠性ユスリカのトランスクリプトーム解析2021

    • Author(s)
      吉田祐貴,Kozlova Olga, 伊藤昌可,山田貴大, 田上道平,Alexander Cherkasov, Ruslan Deviatiiarov, 徳本翔子,宮田佑吾,Richard Cornette, 舟橋啓, 冨田勝,Oleg Gusev,黄川田隆洋
    • Organizer
      生命情報科学若手の会
  • [Presentation] Evolution of anhydrobiosis in the African chironomids2021

    • Author(s)
      黄川田隆洋, Richard Cornette, Oleg Gusev
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Invited

URL: 

Published: 2021-12-27  

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