The role of non-allelic gene conversion in the evolution of Transposable Elements

• 研究課題/領域番号: 20K06761
• 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45010:遺伝学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: FAWCETT JEFFREY 国立研究開発法人理化学研究所, 数理創造プログラム, 上級研究員 (50727394)
• 研究分担者: 印南 秀樹 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 教授 (90444140)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: Transposable Elements / gene conversion / genome evolution / Transposable Element / Gene conversion / evolution

研究開始時の研究の概要

We will test the role of non-allelic gene conversion between Transposable Elements (TEs) in the evolution of TEs, and in the evolution of regulatory networks using computer simulation and genomic data analyses.

研究成果の概要

トランスポゾンは生物の進化の主要な原動力と考えられている。我々は以前、トランスポゾンの進化における役割を理解するには、トランスポゾンそのものの進化、特にトランスポゾンの配列間で生じるnon-allelic gene conversionとトランスポゾン間での競争による自然選択を理解する必要があると提唱した。今回の主要な成果は、ソバ属植物のセントロメアの進化におけるトランスポゾンの役割の解明である。我々はある特定のLTR型レトロトランスポゾンの種特異的な増加が、新規セントロメアの獲得と関係していることを明らかにし、種文化と関係している可能性を提唱した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

How Transposable Elements contribute to evolution is a central question in evolutionary biology. Here, we have provided a novel example showing that the rapid amplification and evolution of TEs is associated with the turnover of centromeres and most probably speciation.

研究成果

• [雑誌論文] Genome sequencing reveals the genetic architecture of heterostyly and domestication history of common buckwheat (2023)
  • 著者名/発表者名: Fawcett JA, Takeshima R, Kikuchi S, Yazaki E, Katsube-Tanaka T, Dong Y, Li M, Hunt HV, Jones MK, Lister DL, Ohsako T, Ogiso-Tanaka E, Fujii K, Hara T, Matsui K, Mizuno N, Nishimura K, Nakazaki T, Saito H, Takeuchi N, Ueno M, Matsumoto D, Norizuki M, Shirasawa K, Li C, Hirakawa H, Ota T, Yasui Y.
  • 雑誌名: Nature Plants 巻: 9 号: 8 ページ: 1236-1251
  • DOI: 10.1038/s41477-023-01474-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] The role of gene conversion between Transposable Elements in rewiring regulatory systems (2021)
  • 著者名/発表者名: Jeffrey Fawcett, Hideki Innan
  • 学会等名: Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 招待講演