2015 Fiscal Year Research-status Report
植物のエピジェネティクス：遺伝子発現制御と経世代伝達の分子機構
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15K07118
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
星野 敦 基礎生物学研究所, 多様性生物学研究室, 助教 (80312205)
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| Project Period (FY) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| Keywords | エピジェネティクス / 植物 / クロマチン / DNAのメチル化 / アサガオ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エピジェネティックな遺伝子発現の変化が刷毛目絞りという模様にあらわれるアサガオの変異体を材料にして、遺伝子の発現状態が世代を越えて遺伝する「経世代エピジェネティック伝達」と、DNAメチル化による遺伝子の抑制機構の解明を試みた。
アサガオの刷毛目絞り変異体は、濃色と淡色の縞模様の花を咲かせる。また、エピジェネティックな変異により模様がない変異型や野生型のような花だけを咲かせる個体（エピ変異体）が現れ、その形質が経世代エピジェネティック伝達する。今年度は、模様をもつ個体、変異型と野生型のような個体の3種類のアサガオを栽培して、花弁のサンプリングを行った。また、模様の原因遺伝子のプロモーターChIP（クロマチン免疫沈降）とqPCRを組み合わせたChIP-qPCR法で解析するために、野生型のアサガオを用いてクロマチン抽出の条件検討を行った。超音波破砕装置を利用することで、クロマチンの回収効率と再現性の改善がみられた。また、qPCRのコントロールとなる遺伝子の探索を、独自に解読したアサガオのゲノム配列を利用して行った。
ソライロアサガオの刷毛目絞りは、白色地に青い縞模様ができる。原因遺伝子のプロモーター配列が白色細胞で特異的にDNAメチル化を受けることが分かっている。また、DNAメチル化の阻害剤を投与することにより青い花を咲かせることができる。原因遺伝子のプロモーター配列上のDNAメチル化に、DNAメチル化の阻害剤が与える影響を調べるために、阻害剤の投与を行って青い花弁のサンプリングを行った。また、プロモーター配列と転写因子の結合をDNAメチル化が阻害する可能性を検証するために、ゲルシフトアッセイを計画している。今年度は、転写因子の組換えタンパク質の作成を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本課題が年度途中に追加採択されてから変異体の育成をはじめたが、十分なサンプルが得られなかった。このため花色遺伝子のChIPとqPCRによる解析に遅れが生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
アサガオの刷毛目絞りは、模様がない花を咲かせるエピ変異体を使い、変異型と野生型のような着色とそれぞれ相関があるヒストン修飾を、ChIP-qPCR法によって探索する。また、変異体を2世代以上更新して花弁のサンプリングを進め、経世代エピジェネティクスに関連するヒストン修飾の動態を、ChIP-qPCR法などにより明らかにする。ソライロアサガオの刷毛目絞りは、DNAメチル化の阻害剤が原因遺伝子のDNAメチル化に与える影響を調べる。さらに、転写因子とプロモーター配列の相互作用をゲルシフトアッセイなどにより検討し、DNAメチル化により相互作用が阻害されるかどうかを検討する。
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| Causes of Carryover |
アサガオの刷毛目絞で行う予定であったChIPやqPCRに必要な抗体や酵素などの購入を、栽培の遅れから延期したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
遅れていた変異体からのサンプリングが順調に進んでおり、抗体や酵素などを購入して研究を進める予定である。
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