葉形成におけるETTIN遺伝子の抑制を介した細胞分化と分裂の制御機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Multidimensional Exploration of Logics of Plant Development |
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| Project/Area Number |
16H01246
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
小島 晶子 中部大学, 応用生物学部, 准教授 (10340209)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
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| Keywords | 植物 / 発生・分化 / シロイヌナズナ / DNAメチル化 / 葉 / エピジェネティクス / サイトカイニン / 遺伝子 / 転写抑制 / 細胞分裂 / 転写制御 / マイクロアレイ / ケミカルバイオロジー / 遺伝子ネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
双子葉植物では葉原基での向背軸（表裏）の確立が、その後の葉の形態形成に必要であると考えられる。本研究課題では、葉の形づくりの分子機構を明らかにするため、シロイヌナズナの葉原基で核タンパク質ASYMMETRIC LEAVES1(AS1)とAS2により、葉の裏側因子であるETTIN (ETT)/ARF3が抑制され、葉の表側の細胞分化と細胞分裂が制御される機構について研究を行った。
今年度は、野生型と変異体のETT exon 6 のDNAメチル化レベルを次世代シーケンスを用いて解析し、as1, as2のmodifier因子である核小体タンパク質NUCLEOLIN1 (NUC1), RNA HELICASE10が、AS2とは独立にETT DNAメチル化の維持に関わることを示した。コード領域のDNAメチル化を介した遺伝子発現制御は、これまで報告のほとんどない例である。さらに、AS2タンパク質のAS2ドメインがETT exon 1のCpG配列に特異的に結合することが明らかとなった。今後は、AS2のDNA結合とDNAメチル化との関連を解析することで、新しい発現制御機構への理解が深まると期待される。
ETTの下流因子に関する解析として、mETT-GR誘導系を用いてRNA-seqによる発現解析を行った結果、CDK阻害タンパク質遺伝子KRP5はETTにより間接的に制御されると考えられた。また、野生型と葉の表裏の分化に異常のあるas2 eal 変異体の茎頂部でのサイトカイニン応答をレポーターTCSn:GFPを用いて比較した。その結果、野生型に比べて変異体で、より強いサイトカイニン応答が検出された。従ってETTの下流でサイトカイニン合成酵素遺伝子IPT3が抑制され、茎頂メリステムでのサイトカイニン応答が抑制されることが、葉の発生・分化にとって重要であると考えられた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(31 results)
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[Journal Article] A genetic link between epigenetic repressor AS1-AS2 and a putative small subunit processome in leaf polarity establishment of Arabidopsis2016
Author(s)
Matsumura Y., Ohbayashi I., Takahashi H., Kojima S., Ishibashi N., Keta S., Nakagawa A., Hayashi R., Saez-Vasquez J., Echeverria M., Sugiyama M., Nakamura K., Machida C. and Machida Y.
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Journal Title
Biol. Open
Volume: 5
Issue: 7
Pages: 942-954
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] The nucleolus and plant-specific nuclear protein complex AS1-AS2 play a critical role in establishment of the dorso-ventral polarity of Arabidopsis leaves.2016
Author(s)
Machida Y., Matsumura Y., Ohbayashi I., Takahashi H., Kojima S., Nakagawa A., Keta S., Hayashi R., Sugiyama M., Nakamura K., Machida C.
Organizer
The 39th Annual Meeting of the Molecular Biology Sciety of Japan
Place of Presentation
パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
Year and Date
2016-11-30
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