2019 Fiscal Year Annual Research Report
Polycomb group protein-mediated control of transcriptional reprogramming and priming in systemic plant immunity
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18K14437
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
田島 由理 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 特任助教 (80771154)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | シロイヌナズナ / 植物免疫 / 免疫プライミング / ポリコーム複合体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物は、病原体の感染部位において局所的な防御応答を活性化させるとともに、長距離シグナルを介して全身で防御応答を誘導する。活性化された防御応答は記憶化され、二次感染に対してより鋭敏に応答可能なプライミング状態となる。これまでに、転写活性型のヒストン修飾H3K4me3メチル化酵素ATX1に加え、一般に転写抑制型のヒストン修飾H3K27me3を付与するポリコーム複合体（PRC2）がプライミング時に防御応答遺伝子群の発現をむしろ正に制御することを見出してきた。シロイヌナズナにおいてPRC2の一員として機能するヒストンメチル化酵素３つのうち、葉で高発現するCLFに加え、種子特異的に働くMEAが防御応答時には葉で発現誘導され、全身性のプライミングに必要であることを示唆する知見を得た。PRC2変異体植物での一次接種葉での応答は、野生型植物と同程度あるいはむしろ増強されていたことから、PRC2は一次接種葉から伝わった防御応答シグナルの記憶化に寄与することが推察された。全身性プライミング成立時のH3K4me3およびH3K27me3ヒストン修飾動態について、野生型植物およびmea変異体植物を用いたChIP-seq解析を行った。また、同様の解析を野生型植物とclf変異体植物においても行なった。両データの比較・照合を通じて、PRC2の直接の標的となり、プライミングや全身性免疫に寄与する遺伝子を絞り込むことができると期待している。加えて、clf変異体植物を用いた解析から、複数の全身性免疫制御因子がPRC2の制御を受けることが明らかとなり、現在、原著論文投稿の準備を進めている。
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