2021 Fiscal Year Research-status Report
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20K21449
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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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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 遺伝子量補正 / シロイヌナズナ / RNAseq / ゲノム / 重イオンビーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、植物ゲノムは遺伝子のコピー数の減少に対し発現量を上昇させることで元の転写産物の量を保つ即時遺伝子量補正という機能をもつのかどうかを明らかにする。遺伝子量補正は、主に動物の性染色体で知られる現象であり、遺伝子の発現量が雄(♂)と雌(♀)との間で同レベルに調節される機構のことである。研究代表者らは、高等植物であるヒロハノマンテマのX染色体が突然のY染色体欠失に対応して遺伝子量補正を行う「即時遺伝子量補正」をもつことを発見した。植物ゲノムは染色体の構造変化を引き起こすことが知られているが、その際に生じる遺伝子のコピー数の減少に耐える機構が「即時遺伝子量補正」であり、これは性染色体に限られた現象ではないのではなかろうかと、代表者は考えた。
そこで、シロイヌナズナの染色体部分欠失変異体群を用いて、遺伝子のコピー数が半数になった場合に常染色体でも即時遺伝子量補正が生じるかどうかをRNA-seq解析で評価した。代表者の保持する、重イオンビーム照射で巨大欠失を誘発した7系統の欠失、合計203遺伝子について、ヘテロの状態とした植物を育成し、表現型を観察し、40日後に葉を回収して独立に3回ずつRNA-seqを行った。その結果、欠失遺伝子の数が多いほど葉面積が小さくなる傾向が見られた。発現解析の結果、当該遺伝子の大多数は遺伝子量が半減していたが、発現量が野生型の0.8倍となった遺伝子群や1倍以上となった遺伝子群も一部存在した。このことから、シロイヌナズナの常染色体では即時遺伝子量補正は生じないが、一部の発現量に感受性の高い遺伝子群については遺伝子量補正を起こすことがわかった。GO解析やネットワーク解析を行い、遺伝子量補正を生じる遺伝子群の特徴を調査したが、今のところ、特徴は見いだせていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ヘテロ接合で欠失をもつ7系統を整備し、表現型観察およびRNAseqを終了した。当初は即時遺伝子量補正が生じると考えていたが、予想に反して即時遺伝子量補正は生じず、ごく一部の遺伝子については遺伝子量補正が生じるという結果となった。遺伝子量補正が生じる遺伝子の特徴付けを懸命に行ったが、サンプル数が少なく、有意となる特徴は見いだせなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、サンプル数を増やして解析する。あたらなサンプルの獲得のため、重イオンビームを照射して得た10系統のゲノムリシーケンスを行い、欠失の両端の配列を決定する。野生型Col-0と交配したBC1世代を育成し、上記と同様にRNAseqを行う。遺伝子量補正が生じる遺伝子と生じない遺伝子に分類し、どのような遺伝子が遺伝子量補正を生じるのかを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
サンプルを更に増やす必要が生じたため、次年度に繰り越すこととした。次年度は、植物の栽培の用途等に用いる予定である。
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Research Products
(6 results)
