Uncovering the role of miRNAs in unicellular organisms through the green alga Chlamydomonas

通过绿藻衣藻揭示 miRNA 在单细胞生物中的作用

基本信息

批准号：
22K06268
负责人：
山崎朋人
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kochi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06268/
关键词：
microRNA クラミドモナス次世代シークエンサー遺伝子発現制御

项目摘要

マイクロRNA(miRNA)が遺伝子発現を制御する仕組みは始原真核生物で成立し、進化の過程で様々な生命現象を制御する役割を獲得してきた。多細胞モデル動植物ではmiRNAの具体的な役割がいくつか明らかになっているが、単細胞生物におけるそれは明らかでない。本研究では、単細胞緑藻クラミドモナスをモデルにmiRNAの標的遺伝子を同定し、その遺伝子の機能からmiRNAが制御する生命現象を解明することを目的としている。これまで、クラミドモナスmiRNAの制御標的遺伝子の探索の試みはいくつかあったが成功していない。相同性解析やmRNA-seqだけでなく、miRNAが結合したmRNA上のリボソーム数減少を想定したRibo-seq解析の報告等があるが、真にmiRNAが制御する遺伝子は同定できていない。また、miRNAの機能しない変異体の表現型解析を行っても、実験室内での培養環境では目に見える違いは見いだされず、表現型異常からmiRNAの機能を探ることも難しい。そこで本研究では、miRNAと複合体を形成するエフェクタータンパク質アルゴノート3(AGO3)のnon-RI CLIP-seq (Cross-Linking ImmunoPrecipitation sequencing)法により、クラミドモナスmiRNAの標的遺伝子を探索した。220を超える遺伝子がmiRNAによって制御される候補として検出され、さらにウエスタンブロットによるタンパク質解析を11のタンパク質について行い、野生型株とAGO3変異株におけるタンパク質の蓄積量を比較した結果、少なくとも２つについては明確にAGO3変異株で蓄積量が上昇していることが確かめられた。この２つのタンパク質は光合成に関わるものであった。

微小RNA（miRNA）控制基因表达的机制是在原始真核生物中建立的，并在进化过程中获得了控制各种生物现象的作用。尽管 miRNA 的一些特定作用已在多细胞模型动物和植物中被揭示，但它们在单细胞生物中的作用尚不清楚。本研究旨在以单细胞绿藻衣藻为模型，鉴定miRNA的靶基因，并从这些基因的功能出发阐明miRNA控制的生物现象。迄今为止，人们已经多次尝试寻找衣藻miRNA调控的靶基因，但都没有成功。除了同源性分析和mRNA-seq之外，还有Ribo-seq分析的报道，假设与miRNA结合的mRNA上的核糖体数量减少，但真正由miRNA控制的基因尚未确定。此外，即使对miRNA不起作用的突变体进行表型分析，在实验室培养环境中也没有发现明显的差异，因此很难从表型异常来研究miRNA的功能。因此，在本研究中，我们利用与 miRNA 形成复合物的效应蛋白 Argonaute 3 (AGO3) 的非 RI CLIP-seq（交联免疫沉淀测序）方法来寻找衣藻 miRNA 的靶基因。检测到超过220个基因作为受miRNA调节的候选基因，并对11个蛋白质进行了蛋白质印迹分析。比较野生型菌株和AGO3突变株中积累的蛋白质的量，结果是。发现至少有两个明确证实AGO3突变株中积累的量增加。这两种蛋白质参与光合作用。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Dalian University of Technology(中国)

大连理工大学（中国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Efficient approaches for nuclear transgene stacking in the unicellular green microalga Chlamydomonas reinhardtii

单细胞绿色微藻莱茵衣藻核转基因堆积的有效方法

DOI：
10.1016/j.algal.2023.103048
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kong Fantao;Li Mengjie;Liu Keqing;Ge Yunlong;Yamasaki Tomohito;Beyly;Ohama Takeshi;Li
通讯作者：
Li

Chronological transcriptome changes induced by exposure to cyanoacrylate resin nanoparticles in Chlamydomonas reinhardtii with a focus on ROS development and cell wall lysis-related genes

莱茵衣藻暴露于氰基丙烯酸酯树脂纳米颗粒诱导的时间转录组变化，重点是 ROS 发育和细胞壁裂解相关基因

DOI：
10.1016/j.algal.2022.102884
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Al;Aoki Yuichi;Sarian Fean D.;Sori Yuki;Widyaningrum Dwiyantari;Yamasaki Tomohito;Kong Fantao;Ohama Takeshi
通讯作者：
Ohama Takeshi

RNA結合タンパク質と結合するRNAを検出するHITS-CLIPのクラミドモナスへの適用

HITS-CLIP 在衣藻中的应用以检测与 RNA 结合蛋白结合的 RNA