DNA修飾がもたらす葉緑体遺伝の仕組み

DNA修饰带来的叶绿体遗传机制

• 批准号: 22K06278
• 负责人: 田草川 真理
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto 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-22K06278/
• 关键词: クラミドモナス; DNA修飾; 葉緑体; 片親遺伝; 核様体; cpDNA

有性生物におけるミトコンドリアや葉緑体の片親遺伝は広く知られた現象である。しかし片親遺伝の過程で、オスではなくメスのオルガネラが残されるメカニズムは、未だに多くの点が謎のまま残されている。有性単細胞緑藻・クラミドモナスにおいても、配偶子の接合に伴い、オスの葉緑体DNAが選択的に分解され、メスの葉緑体DNAの片親遺伝が生じる。この配偶子分化から接合の過程では、メスの葉緑体で特異的にDNA修飾が起きていることも知られている。本研究では、クラミドモナスにおける葉緑体の片親遺伝のメカニズムとして、このDNAの修飾が関与する可能性に焦点を当て、DNA修飾酵素の分子実体の特定、葉緑体DNA上の修飾領域の特定、DNA修飾と接合および減数分裂時のDNA動態との関連性の検証を通じて、「分解・保護するオルガネラDNAの選択」の分子機構に迫ることを目的としている。これまでにゲノム編集によって葉緑体DNA修飾酵素の候補遺伝子の変異体の作出しており、この変異体が片親遺伝に異常を示すことを示すデータが出ていたが、R4年度にはこの再現性を確認することができた。また、候補遺伝子のうちの１つについて、クラミドモナス細胞での発現に成功し、その局在が葉緑体であることも明らかになった。葉緑体以外にも細胞質中に輝点が見えていることから、ミトコンドリアにも共局在している可能性が見えてきている。また変異体におけるこの候補遺伝子の発現により、少なくとも部分的にはDNA修飾を回復させることが可能であった。年度内に次世代シーケンス解析を行い、野生型と変異体についてデータを取得するところまで進められたので、今後はそのデータの解析を行い、葉緑体DNA上の修飾領域の特定を進めたい。

There is no evidence of this in the case of sexual organisms. In the process of transmission, there are many problems. In the case of green algae with sex cells, the mating partner, the chloroplast DNA of the mating partner, the chloroplast DNA of the mating partner, and the chloroplast DNA of the mating partner, and the chloroplast DNA of the mating partner, the chloroplast DNA of the mating partner, and the chloroplast DNA of the mating partner, the chloroplast DNA of the mating partner, and the chloroplast DNA of the mating partner, the chloroplast DNA of the mating partner, and the chloroplast DNA of the mating partner, the chloroplast DNA of the mating partner, the mating partner, and the chloroplast DNA of the mating partner. The process of mating differentiation, conjugation and chloroplast-specific DNA modification This study focuses on the possibility of DNA modification, the specification of DNA modification enzymes, the specification of modification domains on chloroplast DNA, the identification of DNA dynamics during meiosis, and the molecular mechanism of DNA degradation and protection. This is a compilation of candidate genes for chloroplast DNA modification. The cell is successfully developed, and the chloroplast is successfully developed. In addition to chloroplasts, there are bright spots in the cytoplasm. The candidate gene is found in a small part of the genome. The analysis of the next generation in the year, the wild type and the variant, the acquisition of the next generation, the analysis of the future generation, the specific development of the modified field on chloroplast DNA

项目成果

“DNA clip” that organize chloroplast nucleoids in Chlamydomonas reinhardtii

莱茵衣藻中组织叶绿体核的“DNA 片段”

• 发表时间: 2022
• 作者: Mari Takusagawa;Yusuke Kobayashi;Yoichiro Fukao;Kumi Hidaka;Masayuki Endo;Hiroshi Sugiyama;Takashi Hamaji;Yoshinobu Kato;Isamu Miyakawa;Osami Misumi;Toshiharu Shikanai;Yoshiki Nishimura
• 通讯作者: Yoshiki Nishimura