2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of mechanisms that control chromatin movement in response to environmental stimuli
| Project Area | Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity |
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| Project/Area Number |
15H05962
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
松永 幸大 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (40323448)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | クロマチン / エピジェネティクス / 再生 / 細胞核 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境刺激を受けるとクロマチンにエピジェネティックな変化が引き起こされる。その変化を制御する分子メカニズムを、植物のDNA損傷ストレス感受性を利用することで、ヒストン修飾やクロマチンリモデリングに関与する植物のクロマチンの動態制御因子を同定し、その機能を明らかにした。
1）クロマチンの核内配置を制御メカニズム
シロイヌナズナの細胞核では、ヘテロクロマチンであるセントロメア・クロマチンが核膜周縁部に分散配置する。この分散配置に関与している複合体を同定した。一方、核質側ではコンデンシンを介してセントロメア・クロマチンと相互作用する。各因子の変異体のHi-C解析を進めて、この複合体が全ゲノムレベルでDNA間の相互作用に影響を与えることがわかった。この複合体の変異体はDNA損傷に高感受性となることから、植物のクロマチン配置は環境刺激に対する応答メカニズムに関与していることが示唆された。
2）植物の器官再生におけるエピジェネティック・プライミング
エピジェネティック・プライミングは、将来の再生や分化に備えた待機状態において、エピジェネティクス変化やRNA polIIのpoisingなどが起こる現象である。シュートが再生されないヒストン脱メチル化酵素の変異体ldl3を同定し、ChIP-seqとRNA-seqの統合解析の結果、LDL3はヒストンH3K4のメリル残基を脱メチル化することがわかった。さらに、LDL3は細胞記憶の消去に関与しておらず、シュートの再生に必要な遺伝子群のH3K4をあらかじめ脱メチル化していた。つまり、シュート遺伝子群の発現をエピジェネティック・プライミングにより発現スタンバイ状態にしている仕組みが植物にあることがわかった。
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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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Research Products
(103 results)
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[Journal Article] Deep imaging analysis in VISUAL reveals the role of YABBY genes in vascular stem cell fate determination.2020
Author(s)
Nurani, A. M., Ozawa, Y., Furuya, T., Sakamoto, Y., Ebine, K., Matsunaga, S., Ueda, T., Fukuda, H., and Kondo, Y.
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Journal Title
PLANT CELL PHYSIOL
Volume: 61
Pages: 255-264
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The progression of xylem vessel cell differentiation is dependent on the activity level of VND7 in Arabidopsis thaliana.2019
Author(s)
Hirai, R., Higaki, T., Takenaka, Y., Sakamoto, Y., Hasegawa, J., Matsunaga, S., Demura, T., and Ohtani, M.
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Journal Title
Plants
Volume: 9
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Pyrenocine A induces monopolar spindle formation and suppresses proliferation of cancer cells.2019
Author(s)
Myobatake, Y., Kamisuki, S., Tsukuda, S., Higashi, T., Chinen, T., Takemoto, K., Hachisuka, M., Suzuki, Y., Takei, M., Tsurukawa, Y., Maekawa, H., Takeuchi, T., Matsunaga, T. M., Sahara, H., Usui, T., Matsunaga, S., and Sugawara, F.
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Journal Title
Bioorg. Med. Chem.
Volume: 27
Pages: 115149
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cyanidioschyzon merolae aurora kinase phosphorylates evolutionarily conserved sites on its target to regulate mitochondrial division.2019
Author(s)
Kato, S., Okamura, E., Matsunaga, T. M., Nakayama, M., Kawanishi, Y., Ichinose, T., Iwane, A. H., Sakamoto, T., Imoto, Y., Ohnuma, M., Nomura, Y., Nakagami, H., Kuroiwa, H., Kuroiwa, T., and Matsunaga, S.
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Journal Title
Commun. Biol.
Volume: 2
Pages: 477
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] LSD1-LIKE1-mediated H3K4me2 demethylation is required for homologous recombination repair.2019
Author(s)
Hirakawa, T., Kuwata, K., Gallego, M. E., White, C. I., Nomoto, M., Tada, Y., and Matsunaga, S.
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Journal Title
PLANT PHYSIOL
Volume: 181
Pages: 499-509
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Intracellular localization of histone deacetylase HDA6 in plants.2019
Author(s)
Kurita, K., Sakamoto, Y., Naruse, S., Matsunaga, T. M., Arata, H., Higashiyama, T., Habu, Y., Utsumi, Y., Utsumi, C., Tanaka, M., Takahashi, S., Kim, J. M., Seki, M., Sakamoto, T., and Matsunaga, S.
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Journal Title
J PLANT RES
Volume: 132
Pages: 629-640
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The SMC5/6 Complex Subunit NSE4A Is Involved in DNA Damage Repair and Seed Development.2019
Author(s)
Diaz, M., Pecinkova, P., Nowicka, A., Baroux, C., Sakamoto, T., Gandha, P. Y., Jerabkova, H., Matsunaga, S., Grossniklaus, U., and Pecinka, A.
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Journal Title
PLANT CELL
Volume: 31
Pages: 1579-1597
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Primed histone demethylation regulates shoot regenerative competency.2019
Author(s)
Ishihara, H., Sugimoto, K., Tarr, P. T., Temman, H., Kadokura, S., Inui, Y., Sakamoto, T., Sasaki, T., Aida, M., Suzuki, T., Inagaki, S., Morohashi, K., Seki, M., Kakutani, T., Meyerowitz, E. M., and Matsunaga, S.
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Journal Title
NAT COMMUN
Volume: 10
Pages: 1786
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Acetic acid treatment enhances drought avoidance in cassava (Manihot esculenta Crantz).2019
Author(s)
Utsumi, Y., Utsumi, C., Tanaka, M., Ha, C. V., Takahashi, S., Matsui, A., Matsunaga, T. M., Matsunaga, S., Kanno, Y., Seo, M., Okamoto, Y., Moriya, E., and Seki, M.
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Journal Title
FRONT PLANT SCI
Volume: 10
Pages: 521
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Homologous pairing activities of Arabidopsis thaliana RAD51 and DMC1.2019
Author(s)
Kobayashi, W., Liu, E., Ishii, H., Matsunaga, S., Schlogelhofer, P., and Kurumizaka, H.
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Journal Title
JOURNAL OF BIOCHEMISTRY
Volume: 165
Pages: 289-295
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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