2018 Fiscal Year Annual Research Report
Biological synchronization in natural environments
| Project/Area Number |
26221106
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
工藤 洋 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (10291569)
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| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| Keywords | フェノロジー / トランスクリプトーム / 遺伝子発現 / ヒストン修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「生物の同調現象」として植物の応答を研究することにより、それにかかわるメカニズムの機能を自然条件下で理解することが目的である。時系列トランスクリプトーム解析を元に3つの研究課題を実施した。①新規に発見した‘生育終了’同調現象の制御因子を同定し機能を解析すること。②複雑な自然状況下での遺伝子ネットワークの機能を理解すること。③遺伝子発現の応答をバオイマーカーとして利用し、環境を推定すること。
①シロイヌナズナ生育終了時期にいたる繁殖プロセスの詳細解析により、開花のピークが生育終了に先立って同調することを見出した。そこで新規因子のミュータントライン解析に併せて、既知因子の形質転換体を用いた閉鎖温室実験により、生育終了同調現象の制御因子候補を同定した。
②自然の複雑な状況における機能に焦点を当て、年間を通した季節トランスクリプトームを世界で初めて論文発表し（Nature Plants, 2019）、データベースを公開した。ヒストン修飾（活性修飾H3K4me3と抑制修飾H3K27me3）について、鍵となる花成抑制因子FLCについて、H3K27me3が過去の転写状況を反映して制御されること、またこのヒストン修飾が季節に沿った応答変化を逆行させないラチェットとして働くことをを見出した（論文準備中）。全ゲノムについては抑制型ヒストン修飾H3K27me3が多くの遺伝子で同調的の変化するという現象を発見したので、この同調的変化現象をより高次元のクロマチン構造として検出する実験を行った。
③トランスクリプトームをバイオマーカーとし、自然集団における植物ウイルスの感染の有無と感染量の推定を行った。ニューラルネットワークによる機械学習を用いた方法を開発した（論文準備中）。また、植物ウイルスとホスト植物の長期共存が成立するために季節バランスについての詳細解析を実施した（論文準備中）。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Self‐organizing researcher networks in the plant sciences2018
Author(s)
2.Dodd AN, Harper H, Hiscock S, Koch MA, Kudoh H, Oyama T, Schumacher K, Shimada T, Tamura MN.
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Journal Title
Plants, People, Planet
Volume: 1
Pages: 44～47
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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