セントロメア特異的に挿入するレトロトランスポゾンの転移機構の解明

阐明特异性插入着丝粒的逆转录转座子的转座机制

• 批准号: 22KJ0502
• 负责人: 塚原 小百合
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0502/
• 关键词: レトロトランスポゾン; セントロメア

植物において、レトロトランスポゾンは多くの場合不活性化されているが、Copia型レトロトランスポゾンTal１は、シロイヌナズナの形質転換体において転移活性を持ち、セントロメア領域に特異的に挿入する性質をもつ。本研究では、Tal1がセントロメア領域に特異的に挿入するメカニズムについて調べるため、セントロメアターゲッティングに必要な宿主側の因子と、Tal1側の因子を同定することを目的として研究をすすめている。昨年度までの結果から、宿主側の因子の同定については、計画通りに進めるのが難しかったため、今年度はTal1側の因子の同定について研究を進めた。Tal1がセントロメアをターゲットするのとは対照的に、Tal1と同じファミリーに属するレトロトランスポゾンATCOPIA９３は、シロイヌナズナゲノムにおいて遺伝子領域に転移する性質を持つ。Tal1のセントロメアターゲティングにTal1配列のどの領域が必要なのかを調べるため、昨年度までにTal1とATCOPIA93とのキメラ配列を複数パターン作成し、それぞれの形質転換体を作成している。今年度は、各キメラ配列の転移挿入先を網羅的に調べるため、トランスポゾン特異的なプライマーを用いたシーケンシングを行った。その結果、Tal1のインテグレースをコードする領域、その中でも特にC末端側の、Tal1とATCOPIA93とで配列が大きく異なる部分を含む領域がセントロメアターゲティングに必要であることを示唆する結果を得た。

在植物中，逆转录转座子常常失活，但Copia型逆转录转座子Tal1在拟南芥转化体中具有转座活性，并且具有特异性插入着丝粒区域的特性。在本研究中，为了研究Tal1特异性插入着丝粒区域的机制，我们正在进行研究，旨在确定着丝粒靶向所需的宿主侧因子和Tal1侧因子。从去年的结果来看，主机端的因子识别很难按计划进行，所以今年我们重点关注Tal1端的因子识别。与以着丝粒为目标的 Tal1 不同，反转录转座子 ATCOPIA93 与 Tal1 属于同一家族，具有转座到拟南芥基因组中的遗传区域的特性。为了研究 Tal1 序列的哪个区域是着丝粒靶向 Tal1 所必需的，我们在去年创建了 Tal1 和 ATCOPIA93 之间的几种嵌合序列模式，并为每种模式创建了转化体。今年，我们使用转座子特异性引物进行测序，全面研究每个嵌合序列的转座插入位点。结果，我们获得的结果表明，Tal1 的整合酶编码区，特别是 C 端区域，其中包含 Tal1 和 ATCOPIA93 之间序列差异较大的区域，对于着丝粒靶向是必需的。

项目成果

Targeted integrations of copia and gypsy retroelements into non-genic repetitive regions in Arabidopsis

将 copia 和 gypsy 逆转录因子定向整合到拟南芥非基因重复区域

• 发表时间: 2022
• 作者: Sayuri Tsukahara;Akie Kobayashi;Akira Kawabe;Kae Kato;Leandro Quadrana;Basile Laduque ;Tetsuji Kakutani
• 通讯作者: Tetsuji Kakutani