2016 Fiscal Year Research-status Report
DNAメチル化の下流で発現制御に関与する新規因子群の同定と解析
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15K07100
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
西村 泰介 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (10378581)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 遺伝子サイレンシング / DNAメチル化 / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、MOM1の機能欠失変異体の表現型を抑圧する変異体smom (suppressor of mom1) のうち、smom6変異体に特に着目して、その原因遺伝子の同定を目指した。全ゲノム配列の決定と連鎖解析の結果から、核ー細胞質間輸送に関わるSAC3Bタンパク質をコードする遺伝子に変異が見出され、かつSAC3B遺伝子をsmom6変異体に導入したところ表現型が相補された。この結果から、smom6変異体の原因遺伝子がSAC3B遺伝子であることを明らかにした。SAC3Bタンパク質は核膜孔複合体関連因子NUAと相互作用することが知られており、NUAタンパク質は脱SUMO化酵素ESD4と相互作用することにより、脱SUMO化に関与することが報告されている。このことから、MOM1による遺伝子サイレンシングには、核ー細胞質間輸送やSUMO化が関与することが予想された。
また前年度、MOM1に物理的に相互作用する因子として、SUMO E4リガーゼ酵素であるPIAL1とPIAL2タンパク質を同定し、その機能欠失変異体がmom1変異体と同様の表現型を示すことを明らかにしたが、この結果は他グループからも報告された。そこで本年度はMOM1タンパク質とPIAL1, PIAL2タンパク質が遺伝的に同経路で機能するかを明らかにするために、mom1 pial1 pial2三重変異体を作出し、表現型を観察した。その結果、この三重変異体はそれぞれの変異体と同等の表現型を示したため、MOM1タンパク質とPIAL1, PIAL2タンパク質は同経路で作用すると考えられた。さらにPIAL1とPIAL2タンパク質の遺伝子サイレンシングの機能を明らかにするため、PIAL1とPIAL2タンパク質の強制発現シロイヌナズナと細胞内局在を調べるためのGFP融合タンパク質を発現するシロイヌナズナを作出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
MOM1タンパク質と相互作用し遺伝子サイレンシングに機能する因子としてSUMO E4リガーゼが、一方mom1変異体の抑圧変異の原因遺伝子として、脱SUMO化に関与する因子と相互作用するタンパク質をコードする遺伝子が同定されたことから、MOM1による遺伝子サイレンシング機構には、タンパク質のSUMO化が何らか関与することが強く示唆された。これはこれまでに無い新しい仮説であり、DNAメチル化の関与する遺伝子サイレンシングにおける新しい分子レベルでの制御機構を明らかにするという本研究課題の目的に大きく近づいたと言える。最終年度では、本年度作出した研究試料を活用することで、この仮説の検証を行い、DNAメチル化の下流におけるSUMO化の機能を明らかにすることが期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、MOM1による遺伝子サイレンシングとSUMO化の関係を明らかにするため、今年度作出したPIAL1,PIAL2強制発現植物やGFP融合タンパク質発現植物の解析を進めるとともに、脱SUMO化酵素の突然変異体を用いて、脱SUMO化とMOM1やDNAメチル化による遺伝子サイレンシングとの機能的な関係を明らかにし、遺伝子サイレンシングにおけるタンパク質SUMO化の新しいモデルを提案する。
またsmom8, 12突然変異体の原因遺伝子も同定し、より多方面からMOM1による遺伝子サイレンシング機構を明らかにすることを目指す。
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| Causes of Carryover |
本年度は計画通りに研究が進み、ほぼ残額が残らなかった。次年度使用額として計上される12,028円は、いくつかの消耗品が予定より安価に購入できたことなどによる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
予定の計画では購入できなかった分子生物学解析用試薬を購入する。
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