センス鎖遺伝子と共発現するストレス応答性の非翻訳型アンチセンスRNAの解析

• 研究課題/領域番号: 21570056
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 関 原明 独立行政法人理化学研究所, 植物ゲノム発現研究チーム, チームリーダー (80281624)
• 連携研究者: 豊田 哲郎 独立行政法人理化学研究所, 生命情報基盤研究部門, 部門長 (20342818) ; 松井 章浩 独立行政法人理化学研究所, 植物ゲノム発現研究チーム, 研究員 (90443027)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009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: 植物 / ゲノム / ストレス / 発現制御 / 非翻訳型RNA / アンチセンスRNA / RNA-dependent RNA polymerase / RNA制御 / 環境ストレス応答 / small RNA / シロイヌナズナ / タイリングアレイ解析 / 非翻訳性RNA

研究概要

シロイヌナズナゲノムに存在する、センス鎖遺伝子と共発現する非翻訳性アンチセンスRNAの生成メカニズムを、代表的なストレス誘導性遺伝子であるRD29A遺伝子を用いて解析した。RNA-dependent RNA polymerase(RDR)によりRD29A遺伝子のmRNAを鋳型として環境ストレス誘導性のアンチセンスが生成する事を明らかにした。内生mRNAの分解産物から2本鎖RNAが形成される新規なRNA制御機構が植物の環境ストレス応答において機能することが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Surveillance of 3' non-coding transcripts requires FIERY1 and XRN3 in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurihara, Y., Schmitz, R. J., Nery, J. R., Schultz, M. D., Okubo-Kurihara, E., Morosawa, T., Tanaka, M., Toyoda, T., Seki, M. and Ecker, J. R.
  • 巻: G3 2
  • ページ: 487-498
  • 査読あり
• [雑誌論文] Positional correlation analysis improves reconstruction of full-length transcript and alternative isoform from noisy array signals or short reads (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, S., Iida, K., Harada, E., Hanada, K., Matsui, A., Okamoto, M., Shinozaki, K., Seki, M. and Toyoda, T.
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: 28 ページ: 929-937
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA regulation in plant abiotic stress responses (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakaminami, K., et al
  • 雑誌名: BBA-Gene Regulatory Mechanisms 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Positional correlation analysis improves reconstruction of full-length transcript and alternative isoform from noisy array signals or short reads (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, S., et al
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA regulation in plant abiotic stress responses (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakaminami, K., Matsui, A., Shinozaki, K. and Seki, M.
  • 雑誌名: BBA-Gene Regulatory Mechanisms 巻: 19 ページ: 149-153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression profile and 5'-terminal structure of Arabidopsis antisense transcripts expressed in seeds (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, M. and Seki, M
  • 雑誌名: Plant Signaling Behavior 巻: 6 ページ: 691-693
  • 査読あり
• [雑誌論文] ARTADE2DB : Improved Statistical Inferences for Arabidopsis Gene Functions and Structure Predictions by Dynamic-Structure-Based Dynamic Expression(DSDE) Analyses (2011)
  • 著者名/発表者名: Iida, K., Kawaguchi, S., Kobayashi, N., Yoshida, Y., Ishii, M., Harada, E., Hanada, K., Matsui, A., Okamoto, M., Seki, M. and Toyoda, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 52 ページ: 254-264
  • NAID: 10029708540
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression profile and 5'-terminal structure of Arabidopsis antisense transcripts that are expressed in seeds. (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, et al.
  • 雑誌名: Plant Signaling Behavior 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] ARTADE2DB : Improved Statistical Inferences for Arabidopsis Gene Functions and Structure Predictions by Dynamic-Structure-Based Dynamic Expression (DSDE) Analyses. (2011)
  • 著者名/発表者名: Iida, et al.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Omics' analyses of regulatory networks in plant abiotic stress responses (2010)
  • 著者名/発表者名: Urano, K., Kurihara, Y., Seki, M. and Shinozaki, K.
  • 雑誌名: Current Opin 巻: 13 ページ: 132-138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arabidopsis tiling array analysis to identify the stress-responsive genes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsui, et al.
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology-Plant Stress Tolerance (Edited by R.Sunkar) 巻: 639 ページ: 141-155
• [雑誌論文] 'Omics' analyses of regulatory networks in plant abiotic stress responses (2010)
  • 著者名/発表者名: Urano, K.
  • 雑誌名: Current Opin.Plant Biol. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional genomics using RIKEN Arabidopsis thaliana Full-Length(RAFL)cDNAs (2009)
  • 著者名/発表者名: Seki, M.
  • 雑誌名: J.Plant Res. 122 ページ: 355-366
  • 査読あり
• [学会発表] Biogenesis mechanism and function of stress-inducible non-coding antisense RNAs (2012)
  • 著者名/発表者名: Seki, M., et al
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会シンポジウム
  • 発表場所: 京都産業大学(京都市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] RNA-dependent RNA polymeraseにより、環境ストレス下でアンチセンスRNAが生成する (2012)
  • 著者名/発表者名: 松井章浩, ら
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] RNA masking system during cold deacclimation of Arabidopsis plants (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakaminami, K., Minami, A., Nakagami, H., Nomura, Y., Tanaka, M., Morosawa, T., Ishida, J., Shirasu, K., Uemura, M. and Seki, M.
  • 学会等名: International Plant RNA Workshop 2011
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2011-06-21
• [学会発表] Biogenesis mechanism and function of stress-inducible non-coding antisense RNAs (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsui, A., Ishida, J., Morosawa, T., Tanaka, M., Endo, T. A., Iida, K., Toyoda, T., Shinozaki, K. and Seki, M.
  • 学会等名: International Plant RNA Workshop 2011
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2011-06-20
• [学会発表] A survey and analysis of regulated alternative splicing events in Arabidopsis thaliana using genome tiling array and mRNA-seq (2011)
  • 著者名/発表者名: Iida, K., Kawaguchi, S., Harada, E., Matsui, A., Seki, M. and Toyoda, T.
  • 学会等名: International Plant RNA Workshop 2011
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2011-06-20
• [学会発表] Biogenesis mechanism and function of stress-inducible non-coding antisense RNAs (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsui, A., et al
  • 学会等名: International Plant RNA Workshop 2011
  • 発表場所: 理研横浜研究所(横浜市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-20
• [学会発表] A survey and analysis of regulated alternative splicing events in Arabidopsis thaliana using genome tiling array and mRNA-seq (2011)
  • 著者名/発表者名: Iida, K., et al
  • 学会等名: International Plant RNA Workshop 2011
  • 発表場所: 理研横浜研究所(横浜市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-20
• [学会発表] センス鎖遺伝子と共発現するストレス応答性のアンチセンスRNAの生成機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松井章浩, ら
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] Novel RNA and chromatin regulation in plant abiotic stress responses (2011)
  • 著者名/発表者名: Seki, et al.
  • 学会等名: Plant & Animal Genome XIX.
  • 発表場所: Town and Country Resort(サンディエゴ、米国)
  • 年月日: 2011-01-16
• [学会発表] Novel RNA and chromatin regulation in plant abiotic stress responses (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsui, A., Kim, J. M., To, K. T., Nakaminami, K., Ishida, J., Morosawa, T., Tanaka, M., Kobayashi, S., Nishioka, T., Ushifusa, C., Shinozaki, K., Toyoda, T. and Seki, M.
  • 学会等名: Abiotic Stress Workshop, Plant & Animal Genome XIX. The International Conference on the Status of Plant & Animal Genome Research
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] Novel RNA- and chromatin remodeling-mediated regulatory mechanisms in plant abiotic stress responses (2010)
  • 著者名/発表者名: Seki, et al.
  • 学会等名: The 2010 Cold Spring Harbor Asia Conference on From Plant Biology to Crop Biotechnology
  • 発表場所: Suzhou Dushu Lake Conference Center(蘇州、中国)
  • 年月日: 2010-10-28
• [学会発表] Genome-wide analysis of RNA regulation in plant abiotic stress responses (2010)
  • 著者名/発表者名: Seki, et al.
  • 学会等名: Society for Experimental Biology, Annual Main Meeting 2010
  • 発表場所: The Clarion Congress Hotel(ブラハ、チエコ)
  • 年月日: 2010-07-03
• [学会発表] Transcriptome analysis in abiotic stress conditions using Arabidopsis whole genome tiling array (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsui, et al.
  • 学会等名: 21^<st> International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2010-06-06
• [学会発表] Tiling array analysis under drought, cold, high-salinity and ABA treatment revealed the existence of sense-antisense transcripts of possible regulatory roles in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsui, A.
  • 学会等名: Keystone Symposia, RNA Silencing Mechanisms in Plants
  • 発表場所: サンタフェ(米国)
  • 年月日: 2010-02-22
• [学会発表] Novel RNA-and chromatin remodeling-mediated regulatory mechanisms in plant abiotic stress responses (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsui A., Kim J-M., To K. T., Nakaminami K., Ishida J., Morosawa T., Tanaka M., Endo T., Kawaguchi S., Iida K., Shinozaki K., Toyoda T. and Seki, M.
  • 学会等名: The 2010 Cold Spring Harbor Asia Conference on From Plant Biology to Crop Biotechnology
  • 発表場所: Suzhou, China
• [学会発表] Genome-wide analysis of RNA regulation in plant abiotic stress responses (2010)
  • 著者名/発表者名: Seki, M., Matsui A., Ishida J., Morosawa T., Iida K., Endo T., Okamoto M., Tanaka M., Kawaguchi S., Shinozaki K. and Toyoda T.
  • 学会等名: Society for Experimental Biology Annual Main Meeting 2010
  • 発表場所: Prague Czech Republic
• [学会発表] A computational elucidation of the transcriptional dynamics in Arabidopsis thaliana from comprehensive use of tiling array experiments (2009)
  • 著者名/発表者名: 川口修治
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] Novel RNA- and chromatin remodeling- mediated regulatory mechanisms in plant abiotic stress responses (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsui, A.
  • 学会等名: 9th IPMB Congress
  • 発表場所: セントルイス(米国)
  • 年月日: 2009-10-26
• [学会発表] Novel RNA- and chromatin remodeling- mediated regulatory mechanisms in plant abiotic stress responses (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsui, A.
  • 学会等名: 20th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: エジンバラ(英国)
  • 年月日: 2009-07-03
• [学会発表] ARTADE2.0 : a mathematical integration of tiling array, CAGE and sequeince data to elucidate the transcriptional systems dynamics of Arabidonsis thaliana (2009)
  • 著者名/発表者名: 川口修治
  • 学会等名: 20th International Conference on Arabidonsis Research
  • 発表場所: エジンバラ(英国)
  • 年月日: 2009-07-01
• [学会発表] Novel RNA-and chromatin remodeling-mediated regulatory mechanisms in plant abiotic stress resonses (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsui A., Kim J-M., Ishida J., Morosawa T., Endo T., Okamoto M., Kurihara K., Nakaminami K., Tanaka M., To T., Nambara E., Hanada K., Mochizuki Y., Kawaguchi S., Toyoda T., Shinozak K. and Seki M.
  • 学会等名: 9th IPMB Congress
  • 発表場所: St. Louis, Missouri, USA
• [学会発表] Novel RNA-and chromatin remodelingmediated regulatory mechanisms in plant abiotic stress resonses (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsui A., Kim J-M., Ishida J., Morosawa T., Okamoto M., Kim T., Nambara E., Mochizuki Y., Kawaguchi S., Toyoda T., Shinozak K. and Seki M.
  • 学会等名: 20th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Edinburgh, Scotlant UK
• [学会発表] ARTADE2.0 : a mathematical integration of tiling array, CAGE and sequeince data to elucidate the transcriptional systems dynamics of Arabidopsis thaliana (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi S., Hanada K., Iida K., Mochizuki Y., Matsui A., Okamoto M., Seki M., Shinozaki K. and Toyoda T.
  • 学会等名: 20th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Edinburgh, Scotlant UK
• [学会発表] Multiple alternative splicing events in individual transcripts ; analyses using full-length cDNAs and tiling arrays (2009)
  • 著者名/発表者名: Iida K., Kawaguchi S., Nanada K., Fukami-Kobayashi K., Toyoda A., Sakaki Y., Kobayashi M., Seki M., Shinozaki K. and Toyoda T.
  • 学会等名: 20th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Edinburgh, Scotlant UK
• [図書] Genome-wide analysis of RNA degradation in Arabidopsis. In "RNA Technologies(Edited by Volker A. Erdmann and Jan Barciszewski)" (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurihara, Y. and Seki, M.
  • 出版者: Springer Publisher
• [図書] RNA Technologies(Edited by Volker A.Erdmann and Jan Barciszewski) (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurihara, Y., Seki, M.
  • 出版者: Springer Publisher
• [図書] Arabidopsis tiling array analysis to identify the stress-responsive genes. In "Methods in Molecular Biology-Plant Stress Tolerance(Edited by Dr. Ramanjulu Sunkar)" (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsui, A., Ishida, J., Morosawa, T., Okamoto, M., Kim, J. M., Kurihara, Y., Kawashima, M., Tanaka, M., To, T., Nakaminami, K., Kaminuma, E., Endo, T., Mochizuki, Y., Kawaguchi, S., Kobayashi, N., Toyoda, T., Shinozaki, K. and Seki, M.
  • 出版者: Humana Press
• [図書] Methods in Molecular Biology-Plant Stress Tolerance (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsui, A.
  • 出版者: Humana Press Inc.(in press)
• [備考]
  • URL: http://labs.psc.riken.jp/pgnrt/
• [備考]
  • URL: http://labs.psc.riken.jp/pgnrt/
• [備考]
  • URL: http://labs.psc.riken.jp/pgnrt/