Post-transcriptional regulation system for the de-novo genes in the evolutional immature stages

进化未成熟阶段从头基因的转录后调控系统

基本信息

批准号：
22K06342
负责人：
佐藤壮一郎
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kyoto Prefectural 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

项目摘要

真核生物のゲノムには、進化の様々な過程で獲得された遺伝子が含まれている。そのような遺伝子がゲノムに定着し機能を発揮するためには転写能の獲得と転写・翻訳制御系の最適化が必要であり、そのことを支持する実験結果が、近年の酵母や線虫、哺乳動物のスプライシングや翻訳を対象とした比較トランスクリプトーム研究などから報告されている。本研究では、未だこのような知見が不十分な植物について、シロイヌナズナのRNA免疫沈降法や遺伝子獲得のモデル実験系を組み合わせた解析を行うことにより、植物の転写・転写後制御系の進化的成熟過程を解明することを目指している。また、本研究を通じて、遺伝子発現制御系の最適化戦略を学ぶことにより、効率の良い遺伝子組換え・発現系の開発といった医学農学分野への技術的貢献も期待できる。転写・転写後制御系の効率や状態を知るには、植物細胞内のRNAを、合成中のもの、合成された後に細胞中に滞留しているもの、翻訳中のものなどに分けて解析する必要がある。そこで初年度は、シロイヌナズナの新旧の遺伝子に関する “合成中のRNA” に着目し、シロイヌナズナゲノム中に散在する転写開始点それぞれについて、RNA合成能を網羅的に解析することを目標とした。そして、そのために必要な実験系である、シロイヌナズナRNAポリメラーゼIIタンパク質を対象としたRNA免疫沈降法（RIP法）の確立を試みた。また、実験系の確立と並行して、解析対象となる新旧の遺伝子情報の整備を、次世代シーケンサーを用いたウェット実験と既存のデータベースを利用したドライ解析の両面から行った。現在、RIP実験の各ステップの条件検討を行うとともに、シロイヌナズナ野生系統の精密な比較ゲノム解析による新旧遺伝子リストの作成を進めている。

真核基因组包含通过各种进化过程获得的基因。为了使这些基因在基因组中建立并发挥其功能，有必要获得转录能力并优化转录/翻译控制系统。针对哺乳动物剪接和翻译的比较转录组研究报道。在本研究中，我们将通过结合拟南芥RNA免疫沉淀和基因获取模型实验系统对植物中转录和转录后调控系统的进化成熟进行研究，目的是阐明这些知识仍然不足的植物。过程。此外，通过本研究学习基因表达控制系统的优化策略，我们有望为医药农业领域做出技术贡献，例如开发高效的基因重组和表达系统。为了了解转录和转录后控制系统的效率和状态，我们分析植物细胞中的 RNA，将其分为正在合成的 RNA、合成后保留在细胞中的 RNA 以及当前正在翻译的 RNA有需要。因此，第一年，我们重点关注与新旧拟南芥基因相关的“正在合成的RNA”，旨在全面分析分散在拟南芥基因组中的各个转录起始位点的RNA合成能力。然后我们尝试为此目的建立必要的实验系统，即针对拟南芥RNA聚合酶II蛋白的RNA免疫沉淀法（RIP法）。此外，在建立实验系统的同时，我们准备了新旧遗传信息，以使用下一代测序仪进行湿式实验和使用现有数据库进行干式分析进行分析。目前，我们正在检查 RIP 实验每一步的条件，并通过对拟南芥野生株进行精确的比较基因组分析来创建新旧基因列表。