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Search for epigenetic modifications and regulators on the mechanism of the discrimination between genes and transposons

Research Project

Project/Area Number 17K15059
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Molecular biology
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

TO TAIKO  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10623978)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsエピジェネティクス / クロマチン / DNAメチル化 / 植物 / 抑制修飾 / エピゲノム / 遺伝 / 分子生物学 / ヘテロクロマチン / ヒストン修飾 / ヒストンバリアント / トランスポゾン / 遺伝子
Outline of Final Research Achievements

Eukaryotes accurately identify differences between genes and transposons, and add different chromatin modifications to control transcription. This discrimination is essential for proper development and genome maintenance, but the mechanism was unknown. To answer this question, we used molecular genetics and epigenomics to observe the process of loss and reconstruction of Arabidopsis repressive epigenetic information. As a result, the recovery of repressive modification in the transposon was correlated with CG methylation near the transcription start site and the localization of histone variant H2A.W, suggesting the involvement of these factors in the repressive modification target identification mechanism. These results were published in Nature Plants.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

環境応答や発生、分化など植物における様々な生物学的イベントには、エピジェネティクスが深く関与する。本研究は、近年注目されているエピジェネティクス分野の中でも、エピゲノムの構築過程に焦点を当て、植物が抑制遺伝子を識別し、制御する仕組みの一端を明らかにすることに成功した。本研究で得られた成果は、植物におけるエピジェネティクス研究分野に限定されず、発生や分化、ストレス応答など植物の多様なイベントにおける分子理解につながり、基礎科学的理解だけでなく農学や医学にも発展しうる重大な効果を持つと考える。

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2021 2020 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] クレゴリーメンデル研究所(オーストリア)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] RNA interference-independent reprogramming of DNA methylation in Arabidopsis2020

    • Author(s)
      To Taiko Kim、Nishizawa Yuichiro、Inagaki Soichi、Tarutani Yoshiaki、Tominaga Sayaka、Toyoda Atsushi、Fujiyama Asao、Berger Frederic、Kakutani Tetsuji
    • Journal Title

      Nature Plants

      Volume: 6 Issue: 12 Pages: 1455-1467

    • DOI

      10.1038/s41477-020-00810-z

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] トランスポゾンの遺伝子コード領域および非コード領域における ヘテロクロマチンの消失とその継世代的回復2021

    • Author(s)
      藤 泰子
    • Organizer
      第38回染色体ワークショップ・第19回核ダイナミクス研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] トランスポゾンの遺伝子コード領域および非コード領域における ヘテロクロマチンの消失とその継世代的回復2019

    • Author(s)
      藤泰子、西澤優一郎、稲垣宗一、樽谷芳明、冨永さやか、角谷徹仁
    • Organizer
      日本遺伝学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] トランスポゾンの遺伝子コード領域および非コード領域における ヘテロクロマチンの消失とその継世代的回復2019

    • Author(s)
      藤泰子、西澤優一郎、稲垣宗一、樽谷芳明、冨永さやか、角谷徹仁
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Transgenerational heterochromatin dynamics in coding and noncoding regions of transposons2018

    • Author(s)
      Taiko K To, Soichi Inagaki, Yoshiaki Tarutani, Kae Kato, Sayaka Tominaga, Atsushi Toyoda, Asao Fujiyama, Tetsuji Kakutani
    • Organizer
      Cold Spring Harbor Meeting, "Transposable Elements"
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] トランスポゾンの遺伝子コード領域および非コード領域におけるヘテロクロマチンの消失とその継世代的回復2018

    • Author(s)
      藤泰子、稲垣宗一、樽谷芳明、加藤夏絵、富永さやか、豊田敦、藤山秋佐夫、角谷徹仁
    • Organizer
      第41回 日本分子生物学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] シロイヌナズナにおけるRNAiに依存しない抑制クロマチンの確立機構2017

    • Author(s)
      藤泰子、稲垣宗一、樽谷芳明、豊田敦史、藤山秋佐夫、角谷徹仁
    • Organizer
      日本遺伝学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Book] Plant Omics: Advances in Big Data Biology, Chapter 9 Plant Epigenetics2021

    • Author(s)
      To TK, Kim JM
    • Publisher
      CABI, England
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2022-12-28  

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