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単細胞緑藻クラミドモナスにおけるmiRNAシステムの分子基盤解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06710
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44030:植物分子および生理科学関連
研究機関高知大学

研究代表者

山崎 朋人  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 助教 (70512060)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードmicroRNA / クラミドモナス / 次世代シークエンサー / 次世代シークエンサー解析 / ゲノム編集 / miRNA / マイクロRNA
研究開始時の研究の概要

本研究では、単細胞緑藻クラミドモナスにおいてマイクロRNA(miRNA)が作られ、標的mRNAに作用する仕組み(miRNA作動システム)の分子基盤解明を目指す。そのために、miRNAの作動に必要な未知の遺伝子の同定と機能解析を行う。miRNA作動システムは動植物の共通祖先となった単細胞生物が獲得し、進化の過程でその仕組みを変えた。では始原のmiRNA作動システムはどんな姿だったのか、そんな謎の解明に迫るヒントは単細胞生物にあると考える。しかし単細胞生物のmiRNA研究は進んでいない。本研究はクラミドモナスをモデルにした、単細胞生物のmiRNA作動システム解明のさきがけとなる研究である。

研究成果の概要

細胞内にあるマイクロRNA (miRNA)は、遺伝子の発現を抑制する小分子RNAである。本研究では、単細胞緑藻クラミドモナスにおいて、マイクロRNA(miRNA)が作られ、遺伝子の発現を制御する仕組みの解明を目指した。その結果、miRNAを作るために必要なタンパク質複合体の新規構成因子や、miRNAが遺伝子に作用するために必要なタンパク質複合体の新規構成因子を発見することに成功した。またmiRNAが働きかける遺伝子を発見するための手法をクラミドモナスで初めて確立し、発現が制御される遺伝子を発見するに至った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

miRNAは、動物・植物などの真核生物に広く存在する、遺伝子の発現を制御する重要な分子である。miRNAの作られ方、作用の仕方、そしてその役割は多細胞生物でよく理解されている一方で、単細胞生物における知見はほとんどなかった。本研究によって単細胞緑藻クラミドモナスのmiRNAシステムの一端が明らかになったことで、多細胞生物との相同性や相違性についての解析が進み、miRNAシステムの進化史の謎に迫る基盤を形成することができた。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2019 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Development of Blade Cells and Rhizoid Cells Aseptically Isolated from the Multicellular Leafy Seaweed <i>Gayralia oxysperma</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Yutaro、Sato Yoichi、Sakurai Tetsuya、Yamasaki Tomohito、Yamamoto Hirofumi、Hiraoka Masanori
    • 雑誌名

      CYTOLOGIA

      巻: 87 号: 1 ページ: 17-22

    • DOI

      10.1508/cytologia.87.17

    • ISSN
      0011-4545, 1348-7019
    • 年月日
      2022-03-25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] UV-A/B radiation rapidly activates photoprotective mechanisms in Chlamydomonas reinhardtii2021

    • 著者名/発表者名
      Tokutsu Ryutaro、Fujimura-Kamada Konomi、Yamasaki Tomohito、Okajima Keisuke、Minagawa Jun
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 185 号: 4 ページ: 1894-1902

    • DOI

      10.1093/plphys/kiab004

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural basis of LhcbM5-mediated state transitions in green algae2021

    • 著者名/発表者名
      Pan Xiaowei、Tokutsu Ryutaro、Li Anjie、Takizawa Kenji、Song Chihong、Murata Kazuyoshi、Yamasaki Tomohito、Liu Zhenfeng、Minagawa Jun、Li Mei
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: 7 号: 8 ページ: 1119-1131

    • DOI

      10.1038/s41477-021-00960-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The CONSTANS flowering complex controls the protective response of photosynthesis in the green alga Chlamydomonas2019

    • 著者名/発表者名
      Tokutsu Ryutaro、Fujimura-Kamada Konomi、Matsuo Takuya、Yamasaki Tomohito、Minagawa Jun
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 4099-4099

    • DOI

      10.1038/s41467-019-11989-x

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] HITS-CLIP によるクラミドモナスmiRNA 標的遺伝子の同定2022

    • 著者名/発表者名
      山﨑朋人、高橋弘喜
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質に結合するRNAを網羅的に同定するHITS-CLIP法の確立2022

    • 著者名/発表者名
      高橋弘喜、清水楓、山﨑朋人
    • 学会等名
      クラミドモナス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] non-RI HITS-CLIP によるクラミドモナスAGO3 の標的遺伝子探索2021

    • 著者名/発表者名
      山﨑朋人、高橋弘喜
    • 学会等名
      植物RNAネットワーク
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 単細胞緑藻クラミドモナスから探る microRNA の始原機能2021

    • 著者名/発表者名
      山﨑朋人
    • 学会等名
      土佐生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 研究論文が英国科学誌Nature Communicationsに掲載されました

    • URL

      https://www.kochi-u.ac.jp/information/2019091700018/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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