Small RNAを利用した次世代順遺伝学スクリーニング系の開発とその応用

• 研究課題/領域番号: 26712006
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 植物保護科学
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 竹田 篤史 立命館大学, 生命科学部, 准教授 (60560779)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 23,400千円 (直接経費: 18,000千円、間接経費: 5,400千円); 2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2014年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
• キーワード: 植物ー病原体相互作用 / RNAiスクリーニング / バイオテクノロジー / 遺伝学 / 植物ウイルス / 植物-病原体相互作用 / 植物－病原体相互作用 / 順遺伝学スクリーニング / RNAサイレンシング / 宿主因子 / tasiRNA

研究成果の概要

植物での既存の順遺伝学スクリーニングでは、発生に必須な遺伝子や機能重複遺伝子を同定できない。本研究では、植物の内在性small RNA経路の一つであるtasiRNA経路を改変し、これらの弱点を克服した新奇順遺伝学スクリーニング法を確立した。このスクリーニング系を用いて植物ウイルスの新奇宿主因子の同定を試みた。まず、既存の宿主因子を用いたモデル実験を行い、人工tasiRNAの発現によって、植物ウイルスの宿主因子の同定が可能なことを明らかにした。その後、液胞膜局在タンパク質群とリン脂質代謝関連遺伝子群を標的として、キュウリモザイクウイルスの複製に必要な新奇宿主因子を探索するための基盤を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Pathogen exploitation of an abscisic acid- and jasmonate-inducible MAPK phosphatase and its interception by Arabidopsis immunity. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mine A, Berens ML, Nobori T, Anver S, Fukumoto K, Winkelmueller TM, Takeda A, Becker D, Tsuda K.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 114 号: 28 ページ: 7456-7461
  • DOI: 10.1073/pnas.1702613114
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Interconnections between mRNA degradation and RDR-dependent siRNA production in mRNA turnover in plants (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Tsuzuki, Kazuki Motomura, Naoyoshi Kumakura, Atsushi Takeda
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 130 号: 2 ページ: 211-226
  • DOI: 10.1007/s10265-017-0906-8
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 植物ウイルス由来siRNAの役割とは？ (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹田篤史
  • 雑誌名: 植物感染生理談話会論文集 巻: 50 ページ: 103-112
• [雑誌論文] Roles and programming of Arabidopsis ARGONAUTE proteins during Turnip mosaic virus infection (2015)
  • 著者名/発表者名: Garcia-Ruiz H., Carbonell A., Hoyer S. J., Fahlgren N., Gilbert K. B., Takeda A., Giampetruzzi A., Garcia-Ruiz M. T., McGinn M. G., Lowery N., Baladejo M. T. M. and Carrington J. C.
  • 雑誌名: PLoS Pathogens 巻: 11 号: 3 ページ: e1004755-e1004755
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1004755
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Localization of tobacco germin-like protein 1 in leaf intercellular space (2014)
  • 著者名/発表者名: Kishi-Kaboshi M., Muto H., Takeda A., Murata T., Hasebe M. and Watanabe Y.
  • 雑誌名: Plant Physiology and Biochemistry 巻: 85 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.plaphy.2014.10.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Studies on molecular mechanisms of RNA silencing-mediated anti-virus defense in plants and RNA silencing suppression by plant viruses (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeda A.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 80 号: 6 ページ: 527-528
  • DOI: 10.1007/s10327-014-0548-9
• [雑誌論文] Recovery of dicer-like 1-late flowering phenotype by miR172 expressed by the non-canonical DCL4-dependent biogenesis pathway (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuzuki M., Takeda A. and Watanabe Y.
  • 雑誌名: RNA 巻: 20 号: 8 ページ: 1320-1327
  • DOI: 10.1261/rna.044966.114
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] AGO2発現誘導に必要なRCNMV因子 (2018)
  • 著者名/発表者名: 末森彩洋子、峯彰、奥野哲郎、竹田篤史
  • 学会等名: 平成30年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] AGO1-RISCの機能におけるG-U wobble塩基対の影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 堀裕和、山下航平、白谷公孝、岩橋美穂、奥野真弥、江口弘眞、寺嶋清成、峯彰、竹田篤史
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Red clover necrotic mosaic virus感染時のAGO2遺伝子の発現誘導に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 末森彩洋子、中村光希、奥野哲郎、竹田篤史
  • 学会等名: ConBio2017 (第40回日本分子生物学会年会)
• [学会発表] ウイルスRNAサイレンシングサプレッサーの機能解析に向けたRNAサイレンシング活性定量系の確立 (2017)
  • 著者名/発表者名: 後藤尚隆、竹内信弘、竹田篤史
  • 学会等名: ConBio2017 (第40回日本分子生物学会年会)
• [学会発表] 35Sプロモーターを含んだT-DNA挿入変異体における外来遺伝子の過剰発現系の構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 竹内信弘、竹田篤史
  • 学会等名: ConBio2017 (第40回日本分子生物学会年会)
• [学会発表] 植物ウイルスのRNAサイレンシングサプレッサーがベンサミアナタバコのダイサーDCL3およびDCL4に与える影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 澤野光、井木太一郎、竹田篤史、森山裕充、福原敏行
  • 学会等名: ConBio2017 (第40回日本分子生物学会年会)
• [学会発表] ウイルス感染時に認められるAGO2 mRNAの発現誘導に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 末森彩洋子、奥野哲郎、峯彰、竹田篤史
  • 学会等名: 第7回植物RNA研究ネットワークシンポジウム
• [学会発表] ウイルスRNAサイレンシングサプレッサーの機能解析に向けた新規RNAサイレンシング活性定量系の確立 (2017)
  • 著者名/発表者名: 後藤尚隆、竹内信弘、峯彰、竹田篤史
  • 学会等名: 第7回植物RNA研究ネットワークシンポジウム
• [学会発表] 植物U6プロモーターを用いたsgRNAの一過的発現に関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井手口真也、竹田篤史
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市・西区）
  • 年月日: 2016-12-01
• [学会発表] 植物における複数遺伝子の同時過剰発現に関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内信弘、前田健吾、渡邊雄一郎、中屋敷均、竹田篤史
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市・西区）
  • 年月日: 2016-12-01
• [学会発表] ウイルスによるRNAサイレンシング抑制能の定量系の確立 (2016)
  • 著者名/発表者名: 後藤尚隆、竹内信弘、竹田篤史
  • 学会等名: 平成28年度日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: グランシップ（静岡市・駿河区）
  • 年月日: 2016-09-29
• [学会発表] 植物microRNAの認識特異性に関する研究とその応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 白谷公孝、舛田さくら、長田怜子、唐戸俊介、都筑正行、佐藤昌直、渡邊雄一郎、竹田篤史
  • 学会等名: 第80回日本植物学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] ランダムな人工tasiRNAを発現する植物体ライブラリーの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 冨田麻理絵、菊池貴光、渡邊雄一郎、竹田篤史
  • 学会等名: 第80回日本植物学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] CRISPR-Cas9を利用した植物遺伝子の多重破壊系の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井手口真也、竹田篤史
  • 学会等名: 第80回日本植物学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] ウイルス感染時に認められるAGO2遺伝子の発現誘導に関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 末森彩洋子、中村光希、奥野哲郎、竹田篤史
  • 学会等名: 第80回日本植物学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県・宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] 人工ランダムtasiRNAベクターの開発とその利用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 冨田麻理絵、菊池貴光、渡邉雄一郎、竹田篤史
  • 学会等名: 第5回植物RNA研究者ネットワークシンポジウム
  • 発表場所: 東京大学（東京都・目黒区）
  • 年月日: 2016-01-09
• [学会発表] 植物のmicroRNA-標的mRNA間に1～3ヶ所のミスマッチがある場合の認識特異性に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 白谷公孝、舛田さくら、長田怜子、唐戸俊介、都筑正行、佐藤昌直、渡邊雄一郎、竹田篤史
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸国際展示場（神戸市・中央区）
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] Red clover necrotic mosaic virus感染時に認められるAGO2遺伝子の発現誘導に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 末森彩洋子、中村光希、奥野哲郎、竹田篤史
  • 学会等名: 平成27年度日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: あわぎんホール（徳島県・徳島市）
  • 年月日: 2015-09-29
• [学会発表] TALEヌクレアーゼを利用したトバモウイルス抵抗性植物の作出に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐嶋宏哉、菊池貴光、渡邊雄一郎、竹田篤史
  • 学会等名: 平成27年度日本植物病理学会関西部会
  • 発表場所: あわぎんホール（徳島県・徳島市）
  • 年月日: 2015-09-29
• [学会発表] miRNAによる標的mRNA認識特異性に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 白谷公孝、長田怜子、都筑正行、唐戸俊介、舛田さくら、渡邊雄一郎、竹田篤史
  • 学会等名: 第79回日本植物学会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ(新潟市・中央区)
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] 植物ウイルス由来siRNAの役割とは？ (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹田篤史
  • 学会等名: 平成27年度感染生理談話会
  • 発表場所: 道後温泉メルパルク松山（愛媛県・松山市）
  • 年月日: 2015-08-25
  • 招待講演
• [学会発表] AGO1-ウイルス由来siRNAの標的遺伝子予測を目指して (2015)
  • 著者名/発表者名: 唐戸俊介、白谷公孝、都筑正行、渡邊雄一郎、竹田篤史
  • 学会等名: 日本植物病理学会
  • 発表場所: 明治大学（東京都・千代田区）
  • 年月日: 2015-03-29
• [学会発表] 植物microRNAの特異性に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 唐戸俊介、都筑正行、白谷公孝、渡邊雄一郎、竹田篤史
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県・川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] miR172強制発現によるシロイヌナズナDicer-like 1変異体の部分相補 (2014)
  • 著者名/発表者名: 都筑正行、竹田篤史、渡邊雄一郎
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県・川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14