花序のメリステム形成をエピジェネティックに抑制するTFL2遺伝子の解析

• Project/Area Number: 17027030
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Research Institute for Biological Science Okayama
• Principal Investigator: 後藤 弘爾 Research Institute for Biological Science Okayama, 遺伝子工学部門, 専門研究員 (00251489)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥5,800,000 (Direct Cost: ¥5,800,000); Fiscal Year 2006: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000); Fiscal Year 2005: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
• Keywords: 分子遺伝学 / 発生 / エピジェネティクス / 発現制御 / 植物 / ヘテロクロマチン / 春化 / サイレンシング / 分子遺伝子学

Research Abstract

TFL2はいくつかのタンパク質と複合体を形成し、発現の抑制をする遺伝子上のターゲットサイトに結合することによって、作用すると考えられる。従ってTFL2の作用機構を明らかにするには、これまでに遺伝学的なアプローチから見つけた、TFL2のターゲットと考えられる遺伝子群に加えて、さらにグローバルな探索によりTFL2の結合サイトを明らかにすることが重要と考えられる。また、植物の発生過程を理解する上でエピジェネティックなゲノム変化の全体像を記述すること自体が重要な情報となる。以上のような経緯と、技術的にもアラビドプシスのゲノムタイリングアレイが利用可能となったことから、まずTFL2の局在とヒストン修飾との関連を明らかにするべく、ChIP-on-chip法により、TFL2の結合サイトの探索をはじめた。パイロット実験として、TFL2のターゲット遺伝子として明らかになっている、AP3、AG、FTの各遺伝子領域に対してChIP-on-chipを行った。その結果、TFL2はメチル化H3-K9よりも、メチル化H3-K27と共局在している傾向が強いことが分かった。この結果は我々がこれまでに得ている細胞生物学的な結果と一致しているが、動物や分裂酵母でいわれているようなHP1の性質とは異なっている。即ち、動物細胞ではユークロマチンにある発生を制御する遺伝子の近傍のH3K27が、Polycomb repressive complex 2(PRC2)によってメチル化され、それをさらにPRC1が認識、結合することで発現抑制を安定化することが知られている。植物においては、PRC2を構成する3種類のタンパク質のホモログは見つかっているが、PRC1構成タンパク質のホモログは見つかっていない。このPRC1の機能を植物細胞内で担っているのが、TFL2である可能性が高い。今後、TFL2の研究をさらに進めることによって、まだメカニズムのよく分かっていないPRC1の作用機構を明らかにできるものと期待される。

Research Products

• [Journal Article] 植物の花成におけるエピジェネティックな制御 (2007)
  • Author(s): 後藤弘爾
  • Journal Title: 学術月報 Vol.60 No.11 Pages: 932-937
• [Journal Article] Epigenetic maintenance of the vernalized state in Arabidopsis thalianarequires LIKE HETEROCHROMATIN PROTEIN 1. (2006)
  • Author(s): Sung, S., He, Y., Eshoo, T. W., Tamada, Y., Johnson, L., Nakahigashi, K., Goto, K., Jacobsen, S. E., and Amasino, R. M.
  • Journal Title: Nature Genetics 38 Pages: 706-710
• [Journal Article] The Arabidopsis HETEROCHROMATIN PROTEIN1 Homolog (TERMINAL FLOWER2) Silences Genes within Euchromatic Region but Not Genes Positioned in Heterochromatin. (2005)
  • Author(s): Nakahigashi.K., Jasencakova.Z., Schubert.I., Goto K
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. 48 Pages: 1747-1756
  • NAID: 10016887122
• [Journal Article] FD a bZIP protein mediating signals from the floral pathway integrtor FT at the shoot apex. (2005)
  • Author(s): Abe, M., Kobayashi, Y., Yamamoto, S., Daimon, Y., Yamaguchi, A., Ikeda, Y., Ichinoki, H., Notaguchi, M., Araki, T.
  • Journal Title: Science 309 Pages: 1052-1056
• [Journal Article] TWIN SISTER OF FT (TSF) acts as a floral pathway integrator redundantly with FT. (2005)
  • Author(s): Yamaguchi, A.Kobayashi, Y., Goto, K., Abe, M., Araki, T.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. 46 Pages: 1175-1189
  • NAID: 40006818149
• [Book] 植物のエピジェネティクス 「花成のエピジェネティクス」 (2008)
  • Author(s): 玉田洋介・後藤 弘爾(分担)
  • Total Pages: 9
  • Publisher: 秀潤社
• [Book] 「分子生物学」モデル生物の分子生物学 -アラビドプシス(シロイヌナズナ)- (2006)
  • Author(s): 後藤 弘爾(分担)
  • Total Pages: 10
  • Publisher: 東京化学同人
• [Book] 「プラントミメティックス-植物に学ぶ-」花の発生と形態形成 (2006)
  • Author(s): 後藤 弘爾(分担)
  • Total Pages: 12
  • Publisher: エヌ・ティー・エス
• [Patent(Industrial Property Rights)] 植物の品種改良の時間を短縮するための方法及びキット (2006)
  • Inventor(s): 後藤弘爾
  • Industrial Property Rights Holder: 岡山県
  • Industrial Property Number: 2006-023501
  • Filing Date: 2006-01-31