Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
‘非ゲノム情報'は、均質なゲノムを持つ細胞に遺伝子発現の違いをもたらす、細胞の運命決定の鍵であると考えられている。非ゲノム情報の１つであるDNAメチル化の次世代への伝達機構については、動物の生殖過程でいったん消去され再度書き込まれるのに対し、植物の卵及び精細胞を介した胚系列では能動的な消去/再構成が観察されない。ゼニゴケでは、これまでの植物の知見と異なり、生活環の中でDNAメチル化がゲノムワイドに変化することが報告されている。本研究では、ゼニゴケにおけるDNAメチル化の複製機構、特に生殖細胞及び胞子発生過程におけるDNAメチル化のダイナミクスを細胞レベルで解析し、その制御の実体を明らかにする。
エピゲノムに代表される‘非ゲノム情報'は、均質なゲノムを持つ細胞に遺伝子発現の違いをもたらす、細胞の運命決定の鍵であると考えられている。DNAメチル化は'非ゲノム情報'のうち唯一世代を超えて安定的に伝わることが証明されている修飾であり、クロマチンとの相互作用を介して遺伝子の発現制御に関わることが知られている。DNAメチル化の次世代への伝達機構については、動物の生殖過程でいったん消去され再度書き込まれるのに対し、植物の卵及び精細胞を介した胚系列では能動的な消去/再構成が観察されていない。そのため植物ではDNAメチル化の変化が次の世代に伝わりうるとされている。我々は、動物と植物におけるDNAメチル化の次世代への伝達機構の違いに着目し、進化上、陸上植物の陸上植物の基部に位置するゼニゴケを用いDNAメチル化制御解析を解析することで、植物特有のDNAメチル化維持機構がどのように進化してきたかを明らかにすることを試みた。ゼニゴケには動物に保存されているDNAメチル化酵素や、植物型DNA脱メチル化酵素が保存されている。特に、生殖過程におけるDNAメチル化の消去及び維持機構に着目し、DNAメチル化に関わる因子の時空間的な発現解析を進めるとともに、変異体を用いて、詳細な変異体解析を行い、ゼニゴケ発生過程におけるDNAメチル化の新たな機能を明らかにした。また、この研究により、被子植物以外に植物においてこれまで知られていなかったDNAメチル化の次世代への伝達機構の一端を明らかにした。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results, Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results, Invited: 4 results) Book (1 results)
Mobile DNA
Volume: 14 Issue: 1 Pages: 22-22
10.1186/s13100-023-00310-9
Frontiers in Plant Science
Volume: 13 Pages: 1048957-1048957
10.3389/fpls.2022.899105
