2022 Fiscal Year Research-status Report
Regulation of the epigenome and gene expression by transposase
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21K06239
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
星野 敦 基礎生物学研究所, 多様性生物学研究室, 助教 (80312205)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | トランスポゾン / エピジェネティクス / 植物 / アサガオ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、トランスポゾンによるエピジェネティックな変異（エピ変異）の形成並びに遺伝子発現制御の関連を明らかにすることである。アサガオの刷毛目絞り変異体は、薄色地に濃色のストライプ模様の花を咲かせる。また、ストライプのない薄色、あるいは濃色の花だけを咲かせるエピ変異体を分離する。刷毛目絞り変異は花色遺伝子へのTpn1ファミリーのトランスポゾンであるTpn10の挿入であり、Tpn10の転移を伴わないエピ変異が花色変化を引き起こす。Tpn10は非自律性のトランスポゾンであり、TpnA1とTpnA2がTpn10に転移酵素を供給することが示唆されている。
本年度は転移酵素とエピ変異の関連を調べるために、TpnA2の転移酵素遺伝子の過剰発現体の作成を試みた。現在までに再生個体を30以上得ているが、その中に過剰発現体は含まれていない。一方、エピ変異体の全ゲノム配列を解析することでTpnA1とTpnA2のコピー数を調べた。刷毛目絞りの花を咲かせる個体のde novoに解読した全ゲノム配列には、TpnA1が4コピー、TpnA2が1コピー存在した。一方、薄色と濃色の花だけを咲かせるエピ変異体のゲノム配列をリシーケンスして解析したところ、転移脱離によるTpnA1とTpnA2のコピー数の減少がないことを確認できた。またさらに、ロングリードが得られるシークエンサーを用いた新しいDNAメチル化の解析方法の開発を試みた。刷毛目絞り変異座とTpnA2だけを解析する標的シークエンスを、先進ゲノム支援によるサポートを受けて実施した。その結果、半数以上の標的領域で期待したロングリードを得ることができた。
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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
これまでに刷毛目絞り変異体の高精度な全ゲノム配列が得られており、エピ変異体についても全ゲノム配列をリシーケンスしてゲノム中に300コピー程度あるトランスポゾンの網羅的な解析を進めることができている。一方で、転移酵素遺伝子の過剰発現体が得られておらず、DNAメチル化の解析についてもロングリードが得られていない標的領域があるなどの課題もある。
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| Strategy for Future Research Activity |
転移酵素遺伝子の過剰発現体については、ベクターを見直すなどして作成する準備を進めている。過剰発現体が得られた場合は、表現型、遺伝子発現、DNAメチル化を調べ、転移酵素による近傍遺伝子の発現抑制やエピ変異との関連を明らかにする。また、刷毛目絞り変異体とエピ変異体から得られているゲノム配列を解析することで、転移酵素を供給するトランスポゾンの詳細について検討する。新しいDNAメチル化の解析方法の開発を引き続き行う。
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| Causes of Carryover |
転移酵素遺伝子の過剰発現体が得られず解析が遅れたことと、新しいDNAメチル化の解析方法の開発について先進ゲノム支援によるサポートを受けることができた為。過剰発現体の作成と解析は技術支援員も雇用して注力する。DNAメチル化の解析方法の開発については、これまでとは異なるシーケンサーも利用して進める。
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[Presentation] アサガオの形質転換系を利用したトルコギキョウのF3´5´H遺伝子の機能解析2022
Author(s)
元山ちひろ, 清水圭一, 大島寛史, 平岡直也, 前田奈菜, フィントンフク, 宝泉孝輔, 星野敦, 米沢徹, 前島理奈, 橋本文雄
Organizer
植物色素研究会第32回集会
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