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2013 年度 実績報告書

高精度シス配列予測に基づく植物の不良土壌適応戦略の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J08738
研究機関岐阜大学

研究代表者

時澤 睦朋  岐阜大学, 連合農学研究科, 特別研究員(DC1)

キーワード土壌ストレス / プロモーター / シス配列 / アルミニウム / リンゴ酸トランスポーター
研究概要

1. シス列予浪プログラムのアップデート
次世代シークエンサーを用いた転写開始点の網羅的な解析を行い、24,956遺伝子の転写開始点を同定した。この転写開始点データからプロモーター領域を決定した。同定したプロモーター配列をシス配列予測プログラム(yamamoto, et al., 2011)にアップデートした(14,960→24,956遺伝子)。このアップデートにより今まで対象にできなかった遺伝子の情報も予測に反映されるようになり、プロモーター解析において対象にできる遺伝子数が飛躍的に増加した。
2. リンゴ酸トランスポーターALMT1のプロモーター上のシス配列同定による転写制御機構の解析
植物のAlストレス耐性に必須なリンゴ酸トランスポーター遺伝子の転写制御メカニズム解明のため、上記アップデートを行ったシス配列予測法を用いて解析した。プロモーター上に8個の領域がシス配列として予測された。予測した配列を置換したプロモーターを植物体に組換えて機能検証した結果、7個がシス配列としての機能を持っことが分かった。シス配列の中には、基本転写を制御する領域、根端での発現に関わる領域、Alストレス誘導を担う領域、非ストレス条件下での転写抑制の領域が含まれていた。現在、結合する転写制御因子の探索など詳細な機能解析を行っている。
3. 合成プロモーターによるシス配列の大規模同定
シス配列予測法により共同研究者とともにアルミニウム、カドミウム、銅、塩類集積ストレスなどの土壌ストレスのマイクロアレイデータからシス配列をコンビネーションも含め100個ほど予測し、単純な合成プロモーターを設計した。現在、レポーター遺伝子と結合させ、組換えを行っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

以下の3つの理由から研究がおおむね順調に進展していると判断した
1. シス配列予測法のアップデートが順調に終わったこと。
2. シロイヌナズナのリンゴ酸トランスポーターのプロモーター解析から数多くの有用なシス配列が同定できたこと。
3. 土壌ストレス応答に関わるシス配列を予測し、その配列をもとに合成プロモーターを設計し、組換え体を作出し始めたこと。

今後の研究の推進方策

リンゴ酸トランスポーターのプロモーター研究からいくつか新たな発見と課題が見えてきた。良い点としては、ストレス誘導や基本的な転写に関わるシス配列だけではなく、リプレッサーや発現組織特異性を示すようなエレメントが同定できたことである。リプレッサーは非ストレス条件下の抑制を担うもので発現のSigna1/Noise比をあげるようなコンストラクト作成に重要である。また、組織特異性を決めるエレメントも抽出できたことは、合成プロモーターの必要な量を必要な場所で発現させるという目的に適している(トランス側の発現組織の厳密な操作は難しいので)。このような配列の同定にも力を入れたい。一方問題点としては、ジンクフィンガーなどのDNA結合ドメインをもつ転写因子は認識配列がスペース配列を含むこと、かつ10数塩基以上にわたる場合があるので既存の予測では予測できない場合がある。現在、スペースを入れた配列の濃縮率を算出する方法など改良を試みている。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [学会発表] シロイヌナズナリンゴ酸トランスポーターALMT1遺伝子のアルミニウム応答の解析2014

    • 著者名/発表者名
      時澤 睦朋
    • 学会等名
      日本植物生理学会富山大会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2014-03-19
  • [学会発表] アルミニウム応答性リンゴ酸トランスポーターALMT1遺伝子の転写制御機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      時澤 睦朋
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会年会名古屋大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2013-09-11
  • [学会発表] 次世代シークエンサーを用いたシロイヌナズナの転写開始点位置の大規模同定2013

    • 著者名/発表者名
      時澤 睦朋
    • 学会等名
      第三回NGS現場の会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • 年月日
      2013-09-04
  • [備考]

    • URL

      http://www.1.gifu-u.ac.jp/~yyy/yyy/Top.html

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公開日: 2015-07-15  

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