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環境ストレス活性型転移因子による植物のゲノム変化と環境適応

公募研究

研究領域大地環境変動に対する植物の生存・成長突破力の分子的統合解析
研究課題/領域番号 25119701
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関北海道大学

研究代表者

伊藤 秀臣  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70582295)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2014年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2013年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード環境ストレス / トランスポゾン / エピジェネティクス / シロイヌナズナ
研究実績の概要

1、トランスポゾンの転写を制御する機構の解明
高温ストレスで活性化するトランスポゾン(ONSEN)において、その転写活性を制御する因子の同定を行うためにONSENのプロモーター領域にGFP遺伝子マーカーを融合させた形質転換体を作成し、変異原(EMS)処理を行い、ONSENが常温で活性化するような変異体の探索を行った。現在までに独立した系で複数の候補個体を得ている。候補個体を自殖させた個体でGFP遺伝子の活性化の再現性を確認できた。今後、原因遺伝子を同定し、ONSENの転写制御を担っている因子の明らかにする。
2、トランスポゾンの転移を制御する機構の解明
種子及び植物の細胞を脱分化させたカルスを誘導し、未分化細胞でのONSENの転移を解析した。その結果、カルスから再分化させた植物体でONSENの転移が確認された。興味深いことにカルス誘導を介したONSENの転移はRNA干渉を担う遺伝子の変異体のみならず、野生型でも起こることがわかった。このことから,分化細胞と脱分化細胞ではトランスポゾンの制御機構に違いがあることが示唆された。次世代シーケンサーを用いて、転移先を同定した結果、多くが遺伝子内部に挿入していることが分かった。カルス由来の挿入領域の遺伝子発現を解析するため野生型転移集団を用いてマイクロアレイ解析により遺伝子発現解析を行った。その結果、ONSENの挿入による遺伝子発現の変化は少数でそのほとんどが発現の低下であったが、一つの遺伝子で発現の上昇が見られた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] A small RNA mediated regulation of a stress-activated retrotransposon and the tissue specific transposition during the reproductive period in Arabidopsis2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Matsunaga, Naohiko Ohama, Noriaki Tanabe, Yukari Masuta, Seiji Masuda, Namiki Mitani, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki, Jian F. Ma, Atsushi Kato and Hidetaka Ito.
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 6 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3389/fpls.2015.00048

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Control of transposable elements in Arabidopsis thaliana.2014

    • 著者名/発表者名
      Ito H, and Kakutani T.
    • 雑誌名

      Chromosome res.

      巻: 22 号: 2 ページ: 217-223

    • DOI

      10.1007/s10577-014-9417-9

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of the ONSEN retrotransposon family activated upon heat stress in Brassicaceae.2013

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ito
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 518 号: 2 ページ: 256-261

    • DOI

      10.1016/j.gene.2013.01.034

    • NAID

      120005208894

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small RNAs and regulation of transposons in plants2013

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ito
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 88 号: 1 ページ: 3-7

    • DOI

      10.1266/ggs.88.3

    • NAID

      10031183166

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 環境ストレスとゲノム進化2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤 秀臣
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 51 ページ: 603-608

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 小分子RNAと世代間シグナル2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤 秀臣
    • 雑誌名

      実験医学増刊

      巻: 31 ページ: 225-230

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Epigenetic regulation of a heat-activated transposon in plant2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤 秀臣
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東京農業大学 (東京都世田谷区)
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 環境ストレス応答におけるトランスポゾンの役割2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤 秀臣
    • 学会等名
      日本実験動物科学技術2014
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター (北海道)
    • 年月日
      2014-05-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Environmental response and epigenetic regulation of transposable elements in plants

    • 著者名/発表者名
      伊藤 秀臣
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会年会シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学, 富山市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 熱ストレス誘導型レトロトランスポゾンを用いたアブラナ科植物のゲノム改変

    • 著者名/発表者名
      伊藤 秀臣, 増田 ゆかり, 松永 航, 升田 誠二, 加藤 敦之
    • 学会等名
      第124回育種学会講演会
    • 発表場所
      鹿児島大学, 鹿児島市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ熱活性型レトロトラン スポゾンの組織特異的な制御機構

    • 著者名/発表者名
      松永 航、増田 ゆかり、加藤 敦之、 伊藤 秀臣
    • 学会等名
      日本遺伝学会第85回大会
    • 発表場所
      慶応大学, 横浜市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A nature of a stress-activated transposon and the effect on the host genome

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ito, Jong-Myong KIM, Wataru Matsunaga, Tetsuro Toyoda, Takaho A. Endo, Junko Ishida, Taeko Morosawa, and Motoaki Seki
    • 学会等名
      ICAR2013
    • 発表場所
      Sydney Convention and Exhibition Centre, オーストラリア
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A heat-induced activation and epigenetic regulation of a plant mobile element

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ito
    • 学会等名
      CMCB2013
    • 発表場所
      Grand Trustel Aster、中国
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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