2022 Fiscal Year Annual Research Report
染色体微細加工で逆位・転座が植物ゲノムに与える影響を見る
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20H03297
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| Research Institution | Fukui Prefectural University |
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Principal Investigator |
風間 裕介 福井県立大学, 生物資源学部, 教授 (80442945)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松永 幸大 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40323448)
FAWCETT JEFFREY 国立研究開発法人理化学研究所, 数理創造プログラム, 上級研究員 (50727394)
平野 智也 宮崎大学, 農学部, 准教授 (80455584)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 染色体 / 重複 / 重イオンビーム / ３Dゲノム構造 / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
逆位や転座など遺伝子数の増減や変化を伴わない染色体再編成が生物進化において重要であることは、比較ゲノム解析から明らかである。しかし、逆位や転座が表現型に与える直接的な影響を知るには、実験的に誘発してその影響を見る必要がある。我々は、順遺伝学的手法として、植物において染色体再編成を従来の30倍の頻度で誘発する、重イオンビームを用いた新技術を開発した。本研究では重イオンビームで作出した3種の変異体がもつ逆位や転座が遺伝子発現や形質、３Dゲノム構造やエピゲノムへ及ぼす影響を精査することで、逆位や転座が植物に与える影響を解明する。今年度は下記２つの変異体について解析を進めた。
・Ar55-as6変異体：本変異体は、初期の葉の生長が野生型よりも遅く、花成も10日ほど遅れるが、最終的な草丈は野生型よりも大きく、草体の寿命も長い。Hi-C解析とゲノム支援によるロングリードシーケンスのデータを統合したところ、この変異体では、通常の染色体5対の他に、逆いを伴った2番染色体の一部と4番染色体の一部とが結合した染色体が重複していることがわかった。葉におけるRNA-seq解析を行ったところ、重複した染色体領域では特に高い遺伝子発現上昇が見られた。ChIPーseq解析によりヒストン修飾を調査したところ、この重複領域ではH3K4me3のシグナルが集積していることがわかった。
・C290-458-as1変異体（ohb2）：本変異体は、第5染色体の逆位を原因とする大輪化の形質を示す。ゲノム編集により、逆位を再現した系統、および逆位の断点にある２つの遺伝子のいずれにもエキソンへの1塩基挿入変異を誘発した系統を作出した。ohb2 変異体および上記の系統の花はいずれも大輪化しており、主に細胞面積の増加による効果が確認された。また、花器官の大輪化は２つの遺伝子における変異の相乗的な効果によることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(43 results)
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[Journal Article] Histone deacetylation regulates de novo shoot regeneration2023
Author(s)
Temman Haruka、Sakamoto Takuya、Ueda Minoru、Sugimoto Kaoru、Migihashi Masako、Yamamoto Kazunari、Tsujimoto-Inui Yayoi、Sato Hikaru、Shibuta Mio K、Nishino Norikazu、Nakamura Tomoe、Shimada Hiroaki、Taniguchi Yukimi Y、Takeda Seiji、Aida Mitsuhiro、Suzuki Takamasa、Seki Motoaki、Matsunaga Sachihiro
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Journal Title
PNAS Nexus
Volume: 2
Pages: pgad002
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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