| 研究課題/領域番号 |
19K22434
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
平山 隆志 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (10228819)
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| 研究分担者 |
持田 恵一 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (90387960)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| キーワード | ミナトカモジグサ / ribo-seq解析 / 短鎖機能性ペプチド / 機械学習 / プロトプラスト |
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| 研究実績の概要 |
新規機能短鎖ペプチドをゲノム配列から抽出する技術開発を行うことを目的とした研究課題である。この目的のため、１）イネ科植物のモデル植物ミナトカモジグサを用いて、100アミノ酸残基以下の短鎖ペプチドを、光環境が異なる処理を施したサンプルから翻訳されているRNAを同定するリボソームプロファイリング（ribo－seq解析）により網羅的に同定した。その結果、短鎖ペプチド遺伝子を100以上同定することに成功した。これらのうち約70の遺伝子については、これまでシロイヌナズナやイネで報告された遺伝子には類似性が見られない新規の遺伝子であった。ほとんどの短鎖ペプチドについてはその生理機能が不明なため、類似性のあるなしにかかわらずこれらの遺伝子のオープンリーディングフレームをcDNAからPCRにより増幅して順次クローニングし、プロトプラストにおいて発現するためのプラスミドを構築した。
一方、ミナトカモジグサのribo-seq解析結果を含めて、タンパク質あるいはペプチドをコードする遺伝子の情報とnon-coding な転写物の配列を学習することで、配列情報から短鎖ペプチド遺伝子をコードするかどうかを判別するモデルの作成を試みた。ミナトカモジグサにおいて、non-coding RNA遺伝子の配列セットを定義するために、21の組織から抽出したRNAをプールし、Cap-trapping法で得た完全長cDNAライブラリの配列データを解析し約1万の非冗長なlncRNAs候補配列を同定した。タンパク質コード遺伝子とlncRNA候補配列の一部を教師データとして、判別モデルの作成を試みている。
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| 備考 |
世界的なコロナ感染症蔓延の影響のため、計画していた国際共同研究によるribo-seq解析が実施できず、基礎となるデータ取得が１年近く遅れた。幸運にも国内でribo-seq解析を実施できたが、予定外の解析費用が必要となった。これらのため、研究期間および配分予算内での当初の研究計画全ての実施は困難となった。今後、研究予算を確保して研究を継続し、当初の目的を達成する予定である。
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