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エピゲノム状態と遺伝子進化様式の関連性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06360
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分45020:進化生物学関連
研究機関総合研究大学院大学

研究代表者

宅野 将平  総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 助教 (20547294)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードゲノム進化 / 集団遺伝学 / エピジェネティクス / エピゲノム進化
研究成果の概要

ゲノム-エピゲノム間の進化的インタラクションを解明するために、遺伝子領域にDNAメチル化を持つ遺伝子の進化パターンを調べた。このタイプのDNAメチル化は遺伝子ボディメチル化と呼び、発現抑制に関与せず、むしろ発現量の高い遺伝子で観察される。私の先行研究で、遺伝子ボディメチル化を持つ遺伝子のDNA配列には負の自然選択が働いていることを発見した。しかし、なぜ自然選択が働いているかは明らかにできなかった。そこで、DNAメチル化とヌクレオソームの分布に相関があることに着目し、ヒストンタンパク質のDNAの結合の維持のために自然選択が働いているという仮説を検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

私の研究は、遺伝子の発現制御に関わるエピゲノムがどのように進化してきたかを明らかにすることである。昨今の次世代シークエンサーの発展により、エピゲノムデータの作出は非常に簡単になった。しかし、データの増加から予想されるほど、それぞれのエピゲノムがどのような機能を持つかは明らかになっていない。私の研究は、エピゲノムの存在意義を進化学の観点から解き明かすことであり、学術的意義があると考える。近年エピゲノムを人為的に改変する方法が少しずつ普及しており、将来的にエピゲノムの改変を品種改良に利用できるかもしれない。私の研究は、このための基礎研究に有用である。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Transcriptional regulation of genes bearing intronic heterochromatin in the rice genome2020

    • 著者名/発表者名
      Espinas Nino A.、Tu Le Ngoc、Furci Leonardo、Shimajiri Yasuka、Harukawa Yoshiko、Miura Saori、Takuno Shohei、Saze Hidetoshi
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 16 号: 3 ページ: e1008637-e1008637

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1008637

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-cell expression noise and gene-body methylation in Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Horvath Robert、Laenen Benjamin、Takuno Shohei、Slotte Tanja
    • 雑誌名

      Heredity

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 81-91

    • DOI

      10.1038/s41437-018-0181-z

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Genome-wide characterization of DNA methylation, small RNA expression, and histone H3 lysine nine di-methylation in Brassica rapa L.2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Satoshi、Osabe Kenji、Fukushima Naoki、Takuno Shohei、Miyaji Naomi、Shimizu Motoki、Takasaki-Yasuda Takeshi、Suzuki Yutaka、Dennis Elizabeth S、Seki Motoaki、Fujimoto Ryo
    • 雑誌名

      DNA Research

      巻: 25 号: 5 ページ: 511-520

    • DOI

      10.1093/dnares/dsy021

    • NAID

      120006552896

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] The evolution of gene body methylation in plant species.2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Takuno
    • 学会等名
      第13回日本エピジェネティクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On the presence of CHG methylation in plant gene bodies.2018

    • 著者名/発表者名
      宅野将平
    • 学会等名
      日本遺伝学会 第90回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The evolution of gene body methylation in plant species.2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Takuno
    • 学会等名
      Society for Molecular Biology and Evolution Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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