Identification of protein complex containing the chromatin remodeling factor DDM1 and characterization of its targeting mechanism on transposons
| Project/Area Number |
21K20628
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0701:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Osakabe Akihisa 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (70632107)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | トランスポゾン / ペリセントロメア / ヘテロクロマチン / メチル化DNA / クロマチンリモデリング / クロマチン / ヒストンバリアント / エピジェネティクス |
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| Outline of Research at the Start |
動植物のゲノムにはトランスポゾンが多量に存在し、抑制的なエピゲノム修飾を受けている。申請者は、トランスポゾン上の抑制的な修飾の維持に関わるクロマチンリモデリング因子DDM1が、 特異的なヒストンバリアントを運び込みトランスポゾンを鎮静化するという新規機構をこれまでに明らかにした。しかし、DDM1がどのようにしてトランスポゾンを他の遺伝子群と区別しているのかは依然不明である。本研究では、DDM1相互作用因子群がDDM1の機能に領域特異性を規定していると考え、DDM1の結合因子の同定およびその生化学・分子遺伝学的な解析を通して、DDM1複合体によるトランスポゾンの認識・沈静化機構を明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
In the current study, I isolated and purified the protein complex containing the chromatin remodeling factor Decrease in DNA Methylation 1 (DDM1), which functions in the maintenance of repressive epigenetic marks over transposons in Arabidopsis thaliana, and identified the candidates binding to DDM1 by mass spectrometry. I obtained Arabidopsis T-DNA insertion lines and performed the genome-wide DNA methylation analyses. As a result, DNA methylation levels in most of mutant plants were not reduced as observed in ddm1 mutant plants. However, a mutant plant of one gene, of which domains are similar to the binding candidate identified in this study, showed the reduction of DNA methylation over transposons compared to wild type plants.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
トランスポゾンは動植物ゲノムの進化に重要な役割を果たす一方、その可動的な性質からゲノム恒常性維持に脅威をもたらすことが知られている。また、DDM1の哺乳類オルソログHELLS/LSHの機能喪失に伴うヘテロクロマチン中の脱メチル化がICF患者で確認されている。したがって、DDM1を含む複合体によるトランスポゾンの標的および鎮静化機構を明らかにすることで、植物のエピジェネティクス研究分野にとどまらず、動植物に共通した機構、さらにエピゲノム異常を示す疾病の分子機構の解明に結びつくことが期待される。
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Report
(3 results)
Research Products
(18 results)
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[Presentation] DDM1 silences transposons by deposition of the histone variant H2A.W2023
Author(s)
Akihisa Osakabe, Bhagyshree Jamge, Elin Axelsson, Sean A Montgomery, Svetlana Akimcheva, Annika Luisa Kuehn, Rahul Pisupati, Zdravko J Lorkovic, Ramesh Yelagandula, Tetsuji Kakutani, and Frederic Berger
Organizer
International symposium on chromatin architecture: structure and function
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[Presentation] The chromatin remodeling factor DDM1 mediates the deposition of heterochromatic histone variant for TE silencing2021
Author(s)
Akihisa Osakabe, Bhagyshree Jamge, Elin Axelsson, Sean A Montgomery, Svetlana Akimcheva, Annika Luisa Kuehn, Rahul Pisupati, Zdravko J Lorkovic, Ramesh Yelagandula, Tetsuji Kakutani, Frederic Berger
Organizer
Cold Spring Harbor Asia, Integrative Epigenetics in Plants Pre-conference
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