Plasma-induced epigenomic variation in plant seeds and the regulation of germination and growth

• Project Area: Plasma-driven Seed Memory Operation: Frontiers in Molecular Dynamics in Seeds driven by Plasma
• Project/Area Number: 24H02255
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 石橋 勇志 九州大学, 農学研究院, 教授 (50611571)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 萩原 義徳 久留米工業高等専門学校, 生物応用化学科, 准教授 (10628548) ; 栂根 一夫 基礎生物学研究所, IBBPセンター, 助教 (50343744)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥99,450,000 (Direct Cost: ¥76,500,000、Indirect Cost: ¥22,950,000); Fiscal Year 2025: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000); Fiscal Year 2024: ¥49,400,000 (Direct Cost: ¥38,000,000、Indirect Cost: ¥11,400,000)
• Keywords: 種子発芽 / プラズマ / エピジェネティクス / トランスポゾン / 種子 / タンパク質

Outline of Research at the Start

プラズマ照射条件に応答する植物内メカニズムについて、ゲノムワイドなエピゲノム解析（WGBS、Chip-seq、ATAC-seq）や遺伝子発現解析（RNA-seq）により網羅的な要因解明を実施する（石橋）。また、エピゲノム制御はDNAメチル基転移酵素やヒストンアセチル化酵素等の酵素反応により制御されていることから、プラズマ照射によるエピゲノム制御関連酵素の構造変化を調査する（萩原）。ゲノム中には多くの転移因子（トランスポゾン）が存在しており、イネゲノムの35％はトランポゾン様の配列である。そこで、プラズマ照射によるエピゲノム制御を介したトランスポゾンの再編成の可能性を調査する（栂根）。