ポリコーム複合体による全身性植物免疫記憶の制御機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity |
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| Project/Area Number |
18H04783
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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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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
西條 雄介 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (50587764)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
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| Keywords | 植物免疫 / プライミング / ヒストン修飾 / エピジェネティック / SAR / システミック / 耐塩性 / 免疫受容体 / 遺伝子発現 / ヒストン / エピジェネティクス / ポリコーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物のシステミック免疫プライミング（病原菌侵入部位からの長距離シグナルによる全身獲得免疫SARとそれに続く免疫応答をスムーズに誘導できる状態）の成立には、防御応答関連遺伝子のプライミングが伴う。その過程には、転写促進型のヒストン修飾（ヒストンH3の第4リジンのトリメチル化：H3K4me3）仲介因子ATX1に加えて転写抑制型のヒストン修飾（H3K27me3）仲介因子（ポリコーム転写抑制複合体PRC2）が必要であることを示した。次に、PRC2のヒストンメチル化酵素CLFがシステミック葉で機能する必要性があることを示した。そこで、RNA-seq解析及びクロマチン免疫沈降ChIP-seq解析をシステミック葉において行い、ゲノムワイドにPRC2依存的に一次誘導される遺伝子、プライミングされる遺伝子、並びにH3K4me3・H3K27me3の変動が見られる遺伝子をリスト化した。その結果、プライミング標的遺伝子ではH3K4me3の増加がエンリッチされていたものの、H3K27me3については大きな変動が見られず、PRC2が新規のメカニズムでプライミングに寄与している可能性が推察された。同時に、一次誘導・プライミング・H3K4me3の全てがPRC2依存的に正に制御されていた、わずか13遺伝子を見出した、その中でサリチル酸生合成にも必須なPBS3遺伝子がプライミングの標的であり、かつSARやプライミングに必要な因子であることが判明した。以上から植物の免疫プライミングの鍵標的遺伝子・鍵制御因子の同定に成功した。
平行して、微生物や植物自身の構成成分を認識するパターン認識受容体を活性化すると、塩ストレス条件では免疫の強い活性化を抑えて耐塩性を誘導する現象を発見した。続いてRNA-seq解析で標的遺伝子をリスト化し、その情報を元にWRKY18・WRKY40転写因子が重要な役割を担うことを突き止めた。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元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
(16 results)
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[Journal Article] Pattern recognition receptors confer plant salt tolerance via WRKY18/WRKY40 transcription factors2020
Author(s)
Eliza P. Loo, Yuri Tajima, Kohji Yamada, Taishi Hirase, Hirotaka Ariga, Tadashi Fujiwara, Keisuke Tanaka, Teruaki Taji, Imre E. Somssich, Jane E. Parker, Yusuke Saijo
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Journal Title
DOI
Related Report
Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Identifying the target genes of SUPPRESSOR OF GAMMA RESPONSE 1, a master transcription factor controlling DNA damage response in Arabidopsis.2018
Author(s)
Ogita N, Okushima Y, Tokizawa M, Yamamoto YY, Tanaka M, Seki M, Makita Y, Matsui M, Okamoto-Yoshiyama K, Sakamoto T, Kurata T, Hiruma K, Saijo Y, Takahashi N, Umeda M.
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Journal Title
The Plant Journal
Volume: -
Issue: 3
Pages: 439-453
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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