種内ナチュラルバリエーションを用いた植物プロモーターの進化的側面の解明

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K06212
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 山本 義治 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (50301784)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: シロイヌナズナ / ゲノム多型 / TSS-seq / プロモーター比較 / 部分転写ネットワーク

研究実績の概要

申請時に終了していたはずのシロイヌナズナ４アクセションのTSS-seqデータのクオリティに不具合が見つかったのが昨年度である。そのため、材料としているシロイヌナズナ系統について新たに種子調製をし、４系統24サンプルすべて（４系統xストレス有り無しの２条件x３反復）について再度TSS-seq解析を行うことになった。今年度は前年度栽培開始していた植物個体からの種子調製が完了し、サンプル組織の収穫、RNA抽出、TSSタグライブラリの作成、そしてTSS-seqまでを実施した。
TSS-seqにより得られた生シークエンスデータ（FASTQ）は、我々がCap Signatureと呼んでいるCap-Trapper法固有の特徴によりタグ配列をin silico精製したのち、リファレンスゲノム（Col-0）へマッピングし、遺伝子モデルとの対応付けを行った。念のためTSSの-1と-2のゲノム配列がGの場合とそうでない場合の２通りについてのマッピング結果をまとめた。これは発現量が微弱なTSSクラスター（＝プロモーター）がアーティファクトである可能性を吟味する際に用いる予定である。そして、まずはGenic Topプロモーターに含まれるタグを遺伝子モデルへ紐付けして遺伝子ごとの発現量を算出するところまでを行った。
その後の解析はまだ途中であるが、いずれかの系統においてストレス応答性遺伝子のうち系統間に発現多型があるものに注目していく。系統間比較はストレス耐性２系統と感受性２系統の間の４通りで行い、４系統の一括解析はとりあえずは行わない。転写因子とその被制御遺伝子に注目した解析を行う予定である。CBFとZAT遺伝子に系統間の発現多型が生じており、発現多型を利用した部分転写ネットワーク同定はこのあたりから進めようかと考えている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

申請時に終了していたはずのシロイヌナズナ４アクセションのTSS-seqデータのクオリティに不具合が見つかったため、再度実験解析を行う必要が生じた。

今後の研究の推進方策

当初の計画よりは遅れているが、それ以外は順調に進んでいる。このまま遺伝子発現多型の解析、主プロモーター配列多型との相関解析、TSS近辺のローカル配列解析等、計画通りに進めていきたい。

研究成果

• [雑誌論文] Sequence-based evaluation of promoter context for prediction of transcription start sites in Arabidopsis and rice (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiratsuka, T., Makita, Y., Yamamoto, Y. Y.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 12 ページ: 6976
  • DOI: 10.1038/s41598-022-11169-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanosensory trichome cells evoke a mechanical stimuli-induced immune response in Arabidopsis thaliana. (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsumura, M. Nomoto, M. Itaya, T. Aratani, Y., Iwamoto, M., Matsuura, T., Hayashi, Y., Mori, T., Skelly, M. J., Yamamoto, Y. Y., Kinoshita, T., Mori, I.C., Suzuki, T., Betsuyaku, S., Spoel, S. H., Toyota, M., Tada, Y.
  • 雑誌名: Nature communications 巻: 13 ページ: 1216
  • DOI: 10.1038/s41467-022-28813-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [備考] 山本研HP
  • URL: https://www1.gifu-u.ac.jp/~yyy/yyy/Top.html