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2020 年度 実績報告書

ゲノム構造変化にともなう乾燥無代謝休眠特異的な遺伝子制御ネットワークの全容解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H01511
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

黄川田 隆洋  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 主席研究員 (60414900)

研究分担者 舟橋 啓  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70324548)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード乾燥耐性 / ゲノム構造 / 遺伝子発現調節 / 遺伝子ネットワーク
研究実績の概要

<黄川田グループ>
令和2年度の主な成果として、新たなネムリユスリカゲノムデータベースの構築があげられる。2014年に報告したドラフトゲノムデータを基盤に、PccBioを用いたロングリードシーケンスやHi-Cによるスキャホールディングなどのデータを用いてをアセンブルを深化させた結果、コンティグおよびスキャホールドのN50/L50が大幅に改善され、染色体レベル(n=4)のゲノムデータを得ることができた。染色体の間で、乾燥誘導性遺伝子が偏って座乗していることも明らかとなった。以上の成果をまとめて、論文投稿を進めている。また、ネムリユスリカの乾燥耐性に関連した基盤的なオミクスデータとして、メタボローム解析結果をPNAS誌に発表したa

<舟橋グループ>
令和2年度は、ネムリユスリカ幼虫における乾燥時の詳細な時系列RNA-seqデータを用いた遺伝子制御ネットワーク推定を完了した。この遺伝子制御ネットワーク推定により、乾燥耐性に関わる遺伝子群全体の発現調節にはNF-YAとSix4という二つの転写因子が強く関わることが示唆された。これら核内ゲノムに対する遺伝子制御機構の解析に加え、本年度はミトコンドリアゲノムへの遺伝子制御メカニズムの解析も並列して行った。これにより前年度に発見した再水和時点におけるミトコンドリアゲノムにコードされた遺伝子の過剰な遺伝子発現を誘導する可能性のある転写因子としてhomeotic proteinであるcaudalおよびhomeobox proteinでextradenticleの二つの転写因子が主要な役割を担う可能性を新規に示唆した。この結果は、再水和時における能動的な生き返りを制御する転写因子の発見であるといえ、これまでに注目されてきた乾燥における死の回避とは別視点である乾燥耐性における重要なプロセスである生き返りのメカニズム解明に資するものである。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件)

  • [国際共同研究] カザン大学(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      カザン大学
  • [雑誌論文] Combined metabolome and transcriptome analysis reveals key components of complete desiccation tolerance in an anhydrobiotic insect2020

    • 著者名/発表者名
      Ryabova Alina、Cornette Richard、Cherkasov Alexander、Watanabe Masahiko、Okuda Takashi、Shagimardanova Elena、Kikawada Takahiro、Gusev Oleg
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 117 ページ: 19209~19220

    • DOI

      10.1073/pnas.2003650117

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a Tet-On Inducible Expression System for the Anhydrobiotic Cell Line, Pv112020

    • 著者名/発表者名
      Tokumoto Shoko、Miyata Yugo、Usui Kengo、Deviatiiarov Ruslan、Ohkawa Takahiro、Kondratieva Sabina、Shagimardanova Elena、Gusev Oleg、Cornette Richard、Itoh Masayoshi、Hayashizaki Yoshihide、Kikawada Takahiro
    • 雑誌名

      Insects

      巻: 11 ページ: 781~781

    • DOI

      10.3390/insects11110781

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 限界を超えた能力を生命に付与したい ー設計図志向な生物学を目指してー2021

    • 著者名/発表者名
      山田 貴大
    • 学会等名
      The 40th Scienc-ome
    • 招待講演
  • [学会発表] Cap Trap RNA-Seqを用いた乾眠性ユスリカのトランスクリプトーム解析2021

    • 著者名/発表者名
      吉田祐貴,Kozlova Olga, 伊藤昌可,山田貴大, 田上道平,Alexander Cherkasov, Ruslan Deviatiiarov, 徳本翔子,宮田佑吾,Richard Cornette, 舟橋啓, 冨田勝,Oleg Gusev,黄川田隆洋
    • 学会等名
      生命情報科学若手の会
  • [学会発表] Evolution of anhydrobiosis in the African chironomids2021

    • 著者名/発表者名
      黄川田隆洋, Richard Cornette, Oleg Gusev
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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