2018 Fiscal Year Annual Research Report

植物におけるエピジェネティックな形質変化の動態に関する階層的理解とその制御

Research Project

Project/Area Number	17H03743
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	金澤章北海道大学, 農学研究院, 准教授 (30281794)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords	遺伝子発現制御 / エピゲノム / 植物
Outline of Annual Research Achievements	植物におけるエピジェネティックな変化の誘導効率や動態を明らかにするため、第一に、コサプレッションを起こした遺伝子内におけるシトシンのメチル化の変化を解析した。研究代表者は、これまでに行った解析において、遺伝子導入に伴って誘導されるRNA分解と関連してシトシンのメチル化が起きることを見出していた。また、低分子RNAの産生部位が周辺領域に拡大し、それに伴いメチル化したシトシンを含む領域が拡大した可能性があるものと推察していた。このことを検証する目的から、低分子RNAの産生量を遺伝子内に設定した領域ごとに調べたところ、この概念に矛盾しない傾向が見られた。また、細胞・組織間においてエピジェネティックな修飾の拡大が起きる可能性を検証した。この目的から、RNA分解の有無によりエピジェネティックな修飾程度の異なる外来遺伝子を持った植物系統の間で接ぎ木を行い、接ぎ木後の植物体の育成を経た後に穂木と台木の両者におけるシトシンのメチル化程度の変化を解析した。しかしながら、接ぎ木により作出した個体内の組織間での変化は検出されず、組織間を移動してメチル化の誘導に関与するRNA量が限られていたものと推察された。これらに加え、転移因子内におけるエピジェネティックな修飾の蓄積を解析することを目的として、その第一段階として、ゲノム情報を活用した転移因子の挿入年代に関する解析を行った。その結果、転移因子が挿入しやすい染色体の領域が、進化の過程で変化したことが示唆された。解析対象とした転移因子については生殖過程での発現上昇を見出していた。この現象を詳細に解析したところ、胚珠の発生過程において一時的に高い水準での発現が起きることを明らかにした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 遺伝子内でのエピジェネティックな変化の誘導について、低分子RNAの産生状態との関連を示唆する結果が得られた。また、転移因子のゲノム中での分布や発生過程での発現動態を明らかにすることができた。今後の研究に結び付く知見が得られ、順調に進展していると考えた。
Strategy for Future Research Activity	遺伝子内でのエピジェネティックな変化の動態の解析に加え、交配によって、エピアレル間での相互作用が起きうるか否かを解析する。また、転移因子の発生過程での発現とエピジェネティックな変化の関連性を解析する。