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ゲノム構造変化にともなう乾燥無代謝休眠特異的な遺伝子制御ネットワークの全容解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H01511
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 昆虫科学
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

黄川田 隆洋  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 主席研究員 (60414900)

研究分担者 舟橋 啓  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70324548)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
42,250千円 (直接経費: 32,500千円、間接経費: 9,750千円)
2020年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2019年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2018年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2017年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
キーワード乾燥耐性 / ゲノム構造 / 遺伝子発現調節 / 遺伝子ネットワーク / 遺伝子制御ネットワーク / ゲノム編集
研究成果の概要

本研究の目的は、ネムリユスリカの乾燥・再水和の過程で生じる”ゲノムの高次構造変化”が、”どのような機能をもつ遺伝子”を”どの順番で作動”させているのかを知ることで、"乾燥耐性をもたらす遺伝子制御ネットワーク"の全容を解明することにあった。成果として、Hi-C解析を利用する事で染色体レベルのネムリユスリカゲノムデータの取得に成功し、乾燥耐性に特異的な遺伝子制御ネットワークの同定ができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、乾燥耐性特異的な遺伝子発現調節ネットワークが解明された。これにより、干からびても死なない生物であるネムリユスリカの乾燥耐性メカニズムの一端を知るすることができた。本研究成果を基盤にネムリユスリカの乾燥耐性機構の研究が進んでいけば、ネムリユスリカのような極限的な乾燥耐性を持たない””普通”の生物の細胞を、蘇生可能な状態で常温乾燥保存出来るようになることが期待される。本研究は、あくまで基盤的な研究であるが、今後の応用展開の礎になると考えている。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 9件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 12件、 招待講演 12件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] カザン大学(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] カザン大学(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Combined metabolome and transcriptome analysis reveals key components of complete desiccation tolerance in an anhydrobiotic insect2020

    • 著者名/発表者名
      Ryabova Alina、Cornette Richard、Cherkasov Alexander、Watanabe Masahiko、Okuda Takashi、Shagimardanova Elena、Kikawada Takahiro、Gusev Oleg
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 117 号: 32 ページ: 19209-19220

    • DOI

      10.1073/pnas.2003650117

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a Tet-On Inducible Expression System for the Anhydrobiotic Cell Line, Pv112020

    • 著者名/発表者名
      Tokumoto Shoko、Miyata Yugo、Usui Kengo、Deviatiiarov Ruslan、Ohkawa Takahiro、Kondratieva Sabina、Shagimardanova Elena、Gusev Oleg、Cornette Richard、Itoh Masayoshi、Hayashizaki Yoshihide、Kikawada Takahiro
    • 雑誌名

      Insects

      巻: 11 号: 11 ページ: 781-781

    • DOI

      10.3390/insects11110781

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of a master transcription factor and a regulatory mechanism for desiccation tolerance in the anhydrobiotic cell line Pv112020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Takahiro G.、Hiki Yusuke、Hiroi Noriko F.、Shagimardanova Elena、Gusev Oleg、Cornette Richard、Kikawada Takahiro、Funahashi Akira
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 3 ページ: 0230218-0230218

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0230218

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of a novel strong promoter from the anhydrobiotic midge, Polypedilum vanderplanki, with conserved function in various insect cell lines.2019

    • 著者名/発表者名
      Yugo Miyata, Shoko Tokumoto, Yoichiro Sogame, Ruslan Deviatiiarov, Jun Okada, Richard Cornette, Oleg Gusev, Elena Shagimardanova, Minoru Sakurai, Takahiro Kikawada
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 7004-7004

    • DOI

      10.1038/s41598-019-43441-x

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ネムリユスリカの培養細胞の乾燥耐性に迫る2019

    • 著者名/発表者名
      山田 貴大, 舟橋 啓, 黄川田 隆洋
    • 雑誌名

      B&I バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 77 ページ: 310-311

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Transcriptome analysis of the anhydrobiotic cell line Pv11 infers the mechanism of desiccation tolerance and recovery2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada Takahiro G.、Suetsugu Yoshitaka、Deviatiiarov Ruslan、Gusev Oleg、Cornette Richard、Nesmelov Alexander、Hiroi Noriko、Kikawada Takahiro、Funahashi Akira
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-018-36124-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Antioxidant System in the Anhydrobiotic Midge as an Essential, Adaptive Mechanism for Desiccation Survival2018

    • 著者名/発表者名
      Nesmelov Alexander、Cornette Richard、Gusev Oleg、Kikawada Takahiro
    • 雑誌名

      Advances in experimental medicine and biology

      巻: 1081 ページ: 259-270

    • DOI

      10.1007/978-981-13-1244-1_14

    • ISBN
      9789811312434, 9789811312441
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cooption of heat shock regulatory system for anhydrobiosis in the sleeping chironomidPolypedilum vanderplanki2018

    • 著者名/発表者名
      Mazin Pavel V.、Shagimardanova Elena、Kozlova Olga、Cherkasov Alexander、Sutormin Roman、Stepanova Vita V.、Stupnikov Alexey、Logacheva Maria、Penin Aleksey、Sogame Yoichiro、Cornette Richard、Tokumoto Shoko、Miyata Yugo、Kikawada Takahiro、Gelfand Mikhail S.、Gusev Oleg
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 115 号: 10

    • DOI

      10.1073/pnas.1719493115

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Towards water-free biobanks: long-term dry preservation at room temperature of desiccation-sensitive enzyme luciferase in air-dried insect cells2017

    • 著者名/発表者名
      2.Kikuta S, Watanabe SJ, Sato R, Gusev O, Nesmelov A, Sogame Y, Cornette R, Kikawada T
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 6540-6540

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06945-y

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Intracellular trehalose via transporter TRET1 as a method to cryoprotect CHO-K1 cells2017

    • 著者名/発表者名
      Uchida Tsutomu、Furukawa Maho、Kikawada Takahiro、Yamazaki Kenji、Gohara Kazutoshi
    • 雑誌名

      Cryobiology

      巻: 77 ページ: 50-57

    • DOI

      10.1016/j.cryobiol.2017.05.008

    • NAID

      120006647014

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A new anhydrobiotic midge from Malawi, Polypedilum pembai sp. nov. (Diptera: Chironomidae), closely related to the desiccation tolerant midge, Polypedilum vanderplanki Hinton.2017

    • 著者名/発表者名
      3.Cornette R, Yamamoto N, Yamamoto M, Kobayashi T, Petrova NA, Gusev O, Shimura S, Kikawada T, Pemba D, Okuda T
    • 雑誌名

      Systematic Entomology

      巻: 42 号: 4 ページ: 814-825

    • DOI

      10.1111/syen.12248

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 限界を超えた能力を生命に付与したい ー設計図志向な生物学を目指してー2021

    • 著者名/発表者名
      山田 貴大
    • 学会等名
      The 40th Scienc-ome
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cap Trap RNA-Seqを用いた乾眠性ユスリカのトランスクリプトーム解析2021

    • 著者名/発表者名
      吉田祐貴,Kozlova Olga, 伊藤昌可,山田貴大, 田上道平,Alexander Cherkasov, Ruslan Deviatiiarov, 徳本翔子,宮田佑吾,Richard Cornette, 舟橋啓, 冨田勝,Oleg Gusev,黄川田隆洋
    • 学会等名
      生命情報科学若手の会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of anhydrobiosis in the African chironomids2021

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋, Richard Cornette, Oleg Gusev
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Inference of transcriptional regulatory network driven by desiccation and rehydration in Polypedilum vanderplanki2019

    • 著者名/発表者名
      Hiki, Yusuke, Yamada G. Takahiro, Kozlova, Olga, Cornette Richard, Gusev Oleg., Kikawada Takahiro, Funahashi Akira.
    • 学会等名
      Moscow Conference on Computational Molecular Biology 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 正確な情報伝達を利用したON/OFF遺伝子制御がPv11細胞の乾燥しても死なない仕組みのカギを握る2019

    • 著者名/発表者名
      山田 貴大, 比企 佑介, 広井 賀子, Elena Shagimardanova, Oleg Gusev, Richard Cornette, 黄川田 隆洋, 舟橋 啓
    • 学会等名
      定量生物学の会 北海道キャラバン 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Hsfの選択的スプライシングによるネムリユスリカ特異的な乾燥耐性制御機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      徳本翔子、宮田佑吾、Ruslan Deviatiiarov、Richard Cornette、Oleg Gusev、黄川田隆洋
    • 学会等名
      第64回低温生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Hsfの選択的スプライシングによるネムリユスリカ特異的な乾燥耐性制御機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      徳本 翔子, 宮田 佑吾, Richard Cornette, 黄川田 隆洋
    • 学会等名
      第42回(2019年)日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Anhydrobiosis in the sleeping chironomid: clues to develop dry preservation of animal cells2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kikawada
    • 学会等名
      DRYNET Conference: Physiological aspects of reversible drying in eukaryotes
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gene technologies to uncover mechanisms of tolerance to complete desiccation2018

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 学会等名
      Life of Genome 2018, Kazan (Russia)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Life in no water: the extreme desiccation tolerance, anhydrobiosis in Polypedilum vanderplanki2018

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 学会等名
      CRYO2018, Madrid (Sapin)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The anhydrobiotic midge Polypedilum vanderplanki as a model for astrobiology2018

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋, Oleg Gusev, Richard Cornette
    • 学会等名
      Space Biology Symposium, Boston (USA)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ネムリユスリカの乾燥耐性におけるノンコーディングRNAの役割の解明2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木健吾、黄川田隆洋
    • 学会等名
      第63回低温生物工学会大会, 埼玉大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ネムリユスリカの乾燥耐性に関連するノンコーディングRNAの探索2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木健吾、黄川田隆洋
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会, パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Hsfの選択的スプライシングによるネムリユスリカ特異的な乾燥耐性制御機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      徳本翔子, 宮田佑吾, Ruslan Deviatiiarov, 黄川田隆洋
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会, パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ネムリユスリカにおける新規プロモーターの同定とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      宮田 佑吾、徳本翔子、櫻井実、黄川田隆洋
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会, パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Inferring a Polypedilum vanderplanki transcriptional regulatory network for rehydration process from time-series RNA-seq data2018

    • 著者名/発表者名
      山田貴大
    • 学会等名
      Life of Genome 2018, Kazan (Russia)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Inferring Polypedilum vanderplanki transcriptional regulatory network for anhydrobiosis from time-series RNA-seq data2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Yamada
    • 学会等名
      LIFE OF GENOMES 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 時系列 RNA-seq データに基づくネムリユスリカ乾燥耐性機構の転写制御ネット ワークの同定2017

    • 著者名/発表者名
      山田 貴大, 末次 克行, Ruslan Deviatiiarov, Oleg Gusev, Richard Cornette, Alexander Nesmelov, 広井 賀子, 黄川田 隆洋, 舟橋 啓
    • 学会等名
      第1回慶應ライフサイエンスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9システムを用いたネムリユスリカ培養細胞のゲノム編集2017

    • 著者名/発表者名
      宮田佑吾、徳本翔子、櫻井実、黄川田 隆洋
    • 学会等名
      第2回ゲノム編集学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Life in no water: the extreme desiccation tolerance, anhydrobiosis in the sleeping chironomid, Polypedilum vanderplanki2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kikawada
    • 学会等名
      IIHW 2017 (The 3rd International Insect Hormone Workshop 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Transcriptomics approach for anhydrobiosis-related pathways identification in the sleeping chironomid2017

    • 著者名/発表者名
      Ruslan Deviatiiarov、Guzel Gazizova、Elena Shagimardanova、Richard Cornette、Takahiro Kikawada、Oleg Gusev
    • 学会等名
      IIHW 2017 (The 3rd International Insect Hormone Workshop 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of anhydrobiotic midge research in the area of cells preservation2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kikawada
    • 学会等名
      LIFE OF GENOMES 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Life in no water: the extreme desiccation tolerance, anhydrobiosis in the African midge and its cultured cell line2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kikawada
    • 学会等名
      Summit on Organ Banking through Converging Technologies
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genome Editing in a Cell Line of the Sleeping Chironomid by Using the CRISPR/Cas9 System2017

    • 著者名/発表者名
      Yugo Miyata, Takahiro Kikawada
    • 学会等名
      LIFE OF GENOMES 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 水の無い環境で死なないための生命戦略:ネムリユスリカの極限乾燥耐性2017

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 学会等名
      日本動物学会第88回富山大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質の長期乾燥保存への挑戦:ネムリユスリカの細胞を用いて2017

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋
    • 学会等名
      Cryopreservation conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9システムを用いたネムリユスリカ培養細胞のゲノム編集2017

    • 著者名/発表者名
      宮田佑吾、徳本翔子、櫻井実、黄川田 隆洋
    • 学会等名
      The 4th WBC (Wakate Bio-resource center Conference)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Toward water-free biobanks: long-term dry-preservation of desiccation sensitive enzyme in the anhydrobiotic insect cells2017

    • 著者名/発表者名
      黄川田 隆洋、菊田真吾、渡辺俊介、佐藤令一、Oleg Gusev、Alexander Nesmelov、十亀陽一郎、コルネット リシャー
    • 学会等名
      2017年度 生命科学系学会合同年次大会 第40回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9システムを用いたネムリユスリカ培養細胞のゲノム編集とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      宮田佑吾、徳本翔子、櫻井実、黄川田 隆洋
    • 学会等名
      2017年度 生命科学系学会合同年次大会 第40回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ネムリユスリカの乾燥耐性におけるnon-coding RNAの役割2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木健吾、黄川田 隆洋
    • 学会等名
      2017年度 生命科学系学会合同年次大会 第40回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 組織としての生命2019

    • 著者名/発表者名
      舟橋 啓
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      慶應義塾大学出版会
    • ISBN
      9784766425987
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-05-13  

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