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2020 年度 実施状況報告書

ダイズおける自然発生RNA干渉の器官特異性決定メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K23674
研究機関東京農工大学

研究代表者

田原 緑  東京農工大学, 学内共同利用施設等, 特任助教 (20849525)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2022-03-31
キーワードダイズ / RNA干渉 / 器官特異性
研究実績の概要

ダイズの黄色種皮は栽培化・遺伝子重複によってもたらされた逆位反復配列が引き起こすCHS遺伝子のRNA干渉によってもたらされる重要形質であるが、トリガーとなるCHS遺伝子の小分子RNAは種皮のみで生成され、他の組織では生成されない。このことから小分子RNAを生成する酵素DCLタンパク質に器官特異性があり、それによって決定されているのではないかと着想した。昨年度は黄色種皮ダイズ「エンレイ」の葉とシロイヌナズナを組み合わせて解析を行なったところ、RNA干渉が起きている種皮ではDCL3,DCL4の酵素活性が強い一方、RNA干渉が起きていない葉では2種類の物質が影響することでDCL3, DCL4の活性が阻害状態になることが明らかになった。またRNA干渉が起きていないダイズ品種での解析も行なった。
本年度は葉でのRNA干渉の阻害物の詳細な解析を行なったところ、葉には(1)DCL4特異的に阻害を行う低分子化合物、(2)DCL3, DCL4両方を阻害するタンパク質の2種類の新奇の阻害物質が存在していることが明らかになった。さらにフラボノイドをDCL3, DCL4タンパク質と混和させ酵素活性を測定したところ、DCL3, DCL4両者を阻害するフラボノイドと、DCL4特異的に阻害するフラボノイド両者を見出した。このことからこれまでに報告されていない、化合物及びタンパク質両者を介した、新奇のRNA干渉の制御機構が着想された。

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

RNA干渉の阻害物が2種類存在し、DCL4特異的に働く有機化合物と、DCL3, DCL4両者を阻害するタンパク質であること、さらにDCL4の阻害物候補としてフラボノイドが見出された点は、新しいRNA干渉の制御機構を見つける手がかりとなる、大きな成果である。一方で、緊急事態宣言に伴うラジオアイソトープの使用制限により、当初の計画より一部の実験が遅れた。
想定以上の成果があるものの、一部遅れが生じていることから、2020年度の進捗状況は概ね順調であると位置付けた。

今後の研究の推進方策

昨年度中に終了予定だった生化学実験を完了させ、論文投稿・学会発表を行う。

次年度使用額が生じた理由

緊急事態宣言の影響によりラジオアイソトープの使用制限があり、一部の実験が遅れた。
延長を行い、一部の実験及び研究発表を2021年度に行う。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件)

  • [国際共同研究] Texas A&M University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Texas A&M University
  • [雑誌論文] Frequent asymptomatic infection with tobacco ringspot virus on melon fruit2021

    • 著者名/発表者名
      Tabara Midori、Nagashima Yukihiro、He Kai、Qian Xiaoning、Crosby Kevin M.、Jifon John、Jayaprakasha G.K.、Patil Bhimanagouda、Koiwa Hisashi、Takahashi Hideki、Fukuhara Toshiyuki
    • 雑誌名

      Virus Research

      巻: 293 ページ: 198266~198266

    • DOI

      10.1016/j.virusres.2020.198266

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Biochemical characterization of the dicing activity of Dicer-like 2 in the model filamentous fungus Neurospora crassa2021

    • 著者名/発表者名
      Tabara Midori、Koiwa Hisashi、Suzuki Nobuhiro、Fukuhara Toshiyuki
    • 雑誌名

      Fungal Genetics and Biology

      巻: 146 ページ: 103488~103488

    • DOI

      10.1016/j.fgb.2020.103488

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Environmental RNA interference in two-spotted spider mite, Tetranychus urticae, reveals dsRNA processing requirements for efficient RNAi response2020

    • 著者名/発表者名
      Bensoussan Nicolas、Dixit Sameer、Tabara Midori、Letwin David、Milojevic Maja、Antonacci Michele、Jin Pengyu、Arai Yuka、Bruinsma Kristie、Suzuki Takeshi、Fukuhara Toshiyuki、Zhurov Vladimir、Geibel Sven、Nauen Ralf、Grbic Miodrag、Grbic Vojislava
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 19126

    • DOI

      10.1101/2020.05.10.087429

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dicer monitoring in a model filamentous fungus host, Cryphonectria parasitica2020

    • 著者名/発表者名
      Aulia Annisa、Tabara Midori、Telengech Paul、Fukuhara Toshiyuki、Suzuki Nobuhiro
    • 雑誌名

      Current Research in Virological Science

      巻: 1 ページ: 100001~100001

    • DOI

      10.1016/j.crviro.2020.100001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 植物のダイサータンパク質の生化学的特徴および他の真核生物との比較2021

    • 著者名/発表者名
      田原緑、福原敏行
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 米国におけるメロン果実へのTobacco ringspot virusの不顕性感染2020

    • 著者名/発表者名
      田原 緑 、小岩 尚志、高橋英樹、福原敏行
    • 学会等名
      第9回植物RNA研究ネットワークシンポジウム
  • [学会発表] Tobacco ringspot virusのメロン果実への不顕性感染とその解析2020

    • 著者名/発表者名
      田原緑
    • 学会等名
      ウイルス学若手研究集会2020

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公開日: 2021-12-27  

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