2013 Fiscal Year Annual Research Report
フィトクロムによる選択的スプライシング制御の分子機構と生理学的意義の解明
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25291064
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松下 智直 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (20464399)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | フィトクロム / 光受容体 / 光信号伝達 / 光形態形成 / 選択的スプライシング |
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| Research Abstract |
本研究では、最近我々が発見したフィトクロムによる選択的スプライシング制御の分子機構を明らかにし、その標的遺伝子の網羅的同定と機能解析を行うことで、光シグナル伝達においてフィトクロムが転写制御に加えて選択的スプライシング制御を行うことの生理学的意義を明らかにすることを目的とする。本年度は、フィトクロムによる選択的スプライシング制御の標的遺伝子をシロイヌナズナのゲノム内で網羅的に同定する目的で、次世代シーケンサーを用いたmRNA-seqを行い、フィトクロムシグナル依存的にスプライシングパターンを変化させる遺伝子をゲノムワイドに解析した。その結果、シロイヌナズナゲノム内にて、1000を超える遺伝子が、定常状態でのmRNA量を変化させることなく、その選択的スプライシングパターンを、フィトクロム依存的に、赤色光に応じて1時間以内に素早く変化させることが明らかとなった。さらに、Gene Ontology解析を行った結果、フィトクロムによる転写制御の主な早期標的遺伝子が、過去の報告通り転写因子であるのに対して、フィトクロムによる選択的スプライシング制御を赤色光照射後1時間以内に受ける主な遺伝子はRNAスプライシング関連遺伝子であることが明らかとなった。これらの結果から、フィトクロムは、赤色光受容後1時間以内に、転写因子遺伝子に対して転写制御を、そしてRNAスプライシング関連因子遺伝子に対して選択的スプライシング制御を、それぞれ別々に行うことで、赤色光に応じた転写カスケードと選択的スプライシングカスケードをゲノムワイドに誘導するというモデルが示唆された。
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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
本研究では、光シグナル伝達においてフィトクロムが転写制御に加えて選択的スプライシング制御を行うことの生理学的意義を明らかにするために、1) 最近我々が発見したフィトクロムによる選択的スプライシング制御の分子機構を明らかにし、そして、2) その標的遺伝子の網羅的同定と機能解析を行う、という2つの具体的な研究目標を掲げている。そしてこのうち2)について、本年度に行った研究の成果からその目標をほぼ達成できたものと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、フィトクロムによる選択的スプライシング制御の生理学的意義を明らかにするために、今回のmRNA-seqで同定された1000を超える標的遺伝子のうち、フィトクロムのシグナル伝達に重要であることが既に報告されているいくつかの特定の遺伝子について、フィトクロムシグナル依存的に生じるスプライスバリアントの生理機能を形質転換植物において調べるなどして、解析を進める。さらにフィトクロムによる選択的スプライシング制御の標的遺伝子分の中から、既知のフィトクロムシグナル伝達関連因子だけではなく、新奇のフィトクロム下流因子の同定も進め、光生理学的解析を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度にさらにいくつかのmRNA-seq解析を行う必要が生じ、多くの物品費が必要となるため、本年度は購入する消耗品の数量を必要最低限に抑えるなどして、研究費を意図的に温存した。
いくつかの新たなmRNA-seq解析を行うための消耗品代に使用する計画である。
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[Journal Article] TWIN SISTER OF FT, GIGANTEA, and CONSTANS have a positive but indirect effect on blue light-induced stomatal opening in Arabidopsis thaliana2013
Author(s)
Ando E, Ohnishi M, Wang Y, Matsushita T, Watanabe A, Hayashi Y, Fujii M, Ma JF, Inoue S, and Kinoshita T
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Journal Title
Plant Physiology
Volume: 162
Pages: 1529-1538
Peer Reviewed
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[Journal Article] New approach for fish breeding by chemical mutagenesis: establishment of TILLING method in fugu (Takifugu rubripes) with ENU mutagenesis2013
Author(s)
Kuroyanagi M, Katayama T, Imai T, Yamamoto Y, Chisada S, Yoshiura Y, Ushijima T, Matsushita T, Fujita M, Nozawa A, Suzuki Y, Kikuchi K, Okamoto H
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Journal Title
BMC Genomics
Volume: 14
Pages: 786
Peer Reviewed
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