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2022 年度 実績報告書

病害菌の感染防御に関与する非AUGを開始コドンを持つ短い遺伝子の探索

公募研究

研究領域マルチファセット・プロテインズ:拡大し変容するタンパク質の世界
研究課題/領域番号 21H05724
研究機関九州工業大学

研究代表者

花田 耕介  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50462718)

研究期間 (年度) 2021-09-10 – 2023-03-31
キーワード短い遺伝子
研究実績の概要

病害菌に感染したときに誘導される2つの植物ホルモンを添加し、シクロヘキサミドに湿潤させ、リボソームの翻訳を停止させた。その後、液体窒素で粉々にした植物体に存在する全RNAを分解し、リポソームに保護されているRNA断片のみを抽出した。それらのRNA断片をcDNAとしてライブリー化して、Illumina HiSEQで、リボソームに保護されていたmRNA断片を網羅的に決定した。これらのRibo-seq解析は、当該領域の公募研究班である七野班の指導の下で実施した。Ribo-seq解析で決定されたReadを遺伝子にマッピングすると、開始コドンと終止コドン付近で多くのReadが決定され、コドンにMappingされる位置も3塩基周期を持つ。我々が決定したReadは、これらの特徴を明確に有していた。Readのマッピングの際に、第1コドンにMappingされるように補正をかけ、100bp以内でマッピングされるコーディング領域を予測した。予測されたコーディング領域の内、既知遺伝子領域に存在せず、ジャスモン酸あるいはサリチル酸添加で有意に発現が上昇する1225個のコーディング領域を見出した。これらのORFの内、どのORFがタンパク質をコードするかを決定するために数理モデルの構築を行った。その際に、Li et alらの研究(Genome Research 2020)で予測されたAUGを開始コドンに持つ8115個の既知遺伝子と非AUGを開始コドンに持つ2792個の既知遺伝子の塩基組成と、Ribo-seqのRead部位によって予測される第1コドン部位を学習データとして、既知遺伝子を最も予測できる数理モデルを構築した。その数理モデルを用いて、各転写配列の中で、最も尤度の高いORFを候補遺伝子領域とした。これらのORFの中で、非AUGを開始コドンに持つ54個の遺伝子領域を見出すことに成功している。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件)

  • [雑誌論文] Expression profiles in knock-down transgenic plants of high and low diversified duplicate genes in <i>Arabidopsis thaliana</i>2023

    • 著者名/発表者名
      Takeda Tomoyuki、Ezoe Akihiro、Hanada Kousuke
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 98 ページ: 283~286

    • DOI

      10.1266/ggs.23-00019

  • [雑誌論文] Enhanced growth rate under elevated CO2 conditions was observed for transgenic lines of genes identified by intraspecific variation analyses in Arabidopsis thaliana2022

    • 著者名/発表者名
      Oguchi Riichi、Hanada Kousuke、Shimizu Minami、Mishio Masako、Ozaki Hiroshi、Hikosaka Kouki
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 110 ページ: 333~345

    • DOI

      10.1007/s11103-022-01265-w

  • [雑誌論文] A de novo gene originating from the mitochondria controls floral transition in Arabidopsis thaliana2022

    • 著者名/発表者名
      Takeda Tomoyuki、Shirai Kazumasa、Kim You-wang、Higuchi-Takeuchi Mieko、Shimizu Minami、Kondo Takayuki、Ushijima Tomokazu、Matsushita Tomonao、Shinozaki Kazuo、Hanada Kousuke
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 111 ページ: 189~203

    • DOI

      10.1007/s11103-022-01320-6

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公開日: 2024-12-25  

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