陸上植物の世代交代を制御するエピゲノム・遺伝子発現相関の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Correlative gene system: establishing next-generation genetics |
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| Project/Area Number |
26113717
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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 | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
玉田 洋介 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 助教 (50579290)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
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| Keywords | エピゲノム / 発生 / 遺伝子発現制御 / ライブイメージング / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
陸上植物は、受精によって配偶体 (n) 世代から胞子体 (2n) 世代へと世代交代を行う。本研究では、クロマチン状態と遺伝子発現との相互作用を「エピゲノム・遺伝子発現相関」と名づけ、陸上植物の受精による世代交代を制御するエピゲノム・遺伝子発現相関を解明することを目的とした。コケ植物ヒメツリガネゴケでは、抑制型クロマチン修飾H3K27me3の唯一の修飾酵素PpCLFの発現が受精によって消失することが知られている。その消失に端を発するエピゲノム・遺伝子発現相関の変動を、次世代シーケンサーを用いたエピゲノム・トランスクリプトーム解析とライブイメージングによって解明することを試みた。
平成２６年度までに、エピゲノム・トランスクリプトーム解析によって、ヒストンバリアントH3.3がH3K27メチル化に機能することを明らかにし、H3.3が受精によるエピゲノム変動に寄与することを示唆する結果を得た。本年度は、主にクロマチン免疫沈降法-qPCR、逆転写-qPCR、ウェスタンブロット解析などによって、エピゲノム・トランスクリプトーム解析の結果を個別の遺伝子、タンパク質について検証、確認した。さらに、これらの結果をまとめて論文を執筆した。
また、胞子体の発生に機能する遺伝子として単離したSDR1、SDR2遺伝子について、遺伝子欠失株と蛍光タンパク質遺伝子 (YFP) 挿入株を作出し、受精前後における欠失株の表現型やタンパク質の発現パターンを観察した。その結果、SDR遺伝子群が受精後の初期胚発生に機能することを示す結果を得た。上記の遺伝子欠失株、YFP挿入株に、開発済みのクロマチン修飾検出プローブを導入する実験が進行中である。これによって、遺伝子欠失株におけるクロマチン修飾動態観察、およびSDRタンパク質とクロマチン修飾の同時ライブイメージングが可能となり、受精後のエピゲノム変動に対するSDRタンパク質の機能を解明できる。
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| Research Progress Status |
27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 |
27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
(32 results)
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[Journal Article] The Polycomb group protein CLF emerges as a specific tri-methylase of H3K27 regulating gene expression and development in Physcomitrella patens2016
Author(s)
Idan Pereman, Assaf Mosquna, Aviva Katz, Gertrud Wiedemann, Daniel Lang, Eva L. Decker, Yosuke Tamada, Takaaki Ishikawa, Tomoaki Nishiyama, Mitsuyasu Hasebe, Ralf Reski, Nir Ohad
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Journal Title
Biochimica et Biophysica Acta-Gene Regulatory Mechanisms
Volume: in press
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A flowering integrator, SOC1, affects stomatal opening in Arabidopsis thaliana.2015
Author(s)
Yuriko Kimura, Saya Aoki, Eigo Ando, Ayaka Kitatsuji, Aiko Watanabe, Masato Ohnishi, Koji Takahashi, Shin-ichiro Inoue, Norihito Nakamichi, Yosuke Tamada, Toshinori Kinoshita
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Journal Title
Plant Cell Physiology
Volume: 56
Issue: 4
Pages: 640-649
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Epigenetic reprogramming of the stem-cell formation in the moss Physcomitrella patens.2014
Author(s)
Yosuke Tamada, Tetsuya Kurata, Masayuki Hattori, Yutaka Hayano, Yasuhiro Kamei, Yuji Hiwatashi, Yukiko Kabeya, Tomoaki Nishiyama, Takashi Murata, Mitsuyasu Hasebe
Organizer
Plant reprogramming workshop
Place of Presentation
RIKEN (Yokohama, Kanagawa)
Year and Date
2014-11-28
Related Report
Invited
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[Presentation] Epigenome analysis of the stem-cell formation in the moss Physcomitrella patens.2014
Author(s)
Yosuke Tamada, Tetsuya Kurata, Masayuki Hattori, Yutaka Hayano, Yasuhiro Kamei, Yuji Hiwatashi, Yukiko Kabeya, Tomoaki Nishiyama, Takashi Murata, Mitsuyasu Hasebe
Organizer
The 37th annual meeting of the Molecular Biology Society of Japan
Place of Presentation
Pacifico Yokohama (Yokohama, Kanagawa)
Year and Date
2014-11-27
Related Report
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[Presentation] WOX13-like genes are required for reprogramming of leaf and protoplast cells into stem cells in the moss Physcomitrella patens.2014
Author(s)
Keiko Sakakibara, Pascal Reisewitz, Tsuyoshi Aoyama, Thomas Friedrich, Sayuri Ando, Yoshikatsu Sato, Yosuke Tamada, Tomoaki Nishiyama, Yuji Hiwatashi, Tetsuya Kurata, Masaki Ishikawa, Hironori Deguchi, Stefan Rensing, Wolfgang Werr, Takashi Murata, Mitsuyasu Hasebe, Thomas Laux
Organizer
47th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
Place of Presentation
Winc Aichi (Nagoya, Aichi)
Year and Date
2014-05-27
Related Report
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