Study about genome-wide noncoding transcription by Pol V in plants

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K23715
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0701:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Tsuzuki Masayuki 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (40845616)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: 転写サイレンシング / DNAメチル化 / クロマチン / RNAポリメラーゼ

Outline of Final Research Achievements

Plant-specific RNA polymerase V (Pol V) silences intergenic regions including transposable element (TE) by noncoding transcription. By genome-wide sequencing analysis and comparative genomics, it was revealed that the regions with genome-wide transcription does not have DNA methylation and small RNAs. Also, sequencing analysis with DNA methylation mutants suggests Pol V transcription is affected by DNA methylation. These data suggest that Pol V transcription occurs genome-widely to surveil the genome from the unexpected transcription and de novo DNA methylation is initiated by the accumulation of small RNAs derived from aberrant transcripts at de-silenced regions.

Free Research Field

植物遺伝子発現制御

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、植物の新規DNAメチル化機構についての大きな疑問点の1つである開始時のメカニズムについての新たな知見をもたらすものであり、当該分野において学術的に新規性の高い内容であると考える。また近年の網羅的なゲノミクス解析により、トランスポゾンの転移やDNAメチル化の多型が農作物の形質に影響を与えている例が数多く報告されていることから、DNAメチル化機構の解明は社会的にも重要性を備える。本研究ではこのDNAメチル化機構の解明の一端を成しており、農作物の品種改良等の応用面に向けた研究としても重要な成果を得たと考えている。