2020 Fiscal Year Annual Research Report
Controlling mechanisms of epigenome by silencing and anti-silencing
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19H00995
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
角谷 徹仁 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (20332174)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | DNAメチル化 / ヒストン修飾 / エピジェネティクス / トランスポゾン / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
課題１「遺伝子内抗抑制修飾はどのように制御され、どのように表現型に貢献するか」抑制修飾であるヒストンH3リジン９のメチル化およびnon-CGサイトメチル化のメチル化酵素の変異体にその因子を相補することにより、これらの抑制修飾確立に必要な因子を検出する系を構築し、これを用いて、CGサイトのメチル化およびヒストンH2Aのバリアントが抗抑制に関わることを示唆する結果を得た（To et al 2020 Nature Plants）。
また、遺伝子内抗抑制経路を調べる過程でヒストン脱メチル化酵素LDL2が抗抑制目印であるH3K4me1を除くことを見出している（Inagaki et al 2017 EMBO J）。そのパラログであるFLDは非コードRNAを介して開花時期を制御することが知られている。fld変異体におけるヒストン修飾をゲノムワイドに調べたところ、FLDの標的はこれまで提案されていたようなH3K4me2でなく、H3K4me1であること、また、FLDはH3K4me1をconvergentな遺伝子から除くことで、antisense非コードRNAの動態を制御していること、この効果はトポイソメラーゼ遺伝子機能に依存するを明らかにできた（Inagaki et al 2021 Nature Plants）。
課題２「配列特異的抗抑制因子はどのような機構でゲノムの広範囲に影響するか」VANCは標的DNAに直接結合することをゲルシフトで示している（Hosaka et al2017 Nat Com）。世代をこえて継承される脱抑制の系を用い、VANCによる抗抑制の祖先型と思われる系を同定した（Sasaki et al 論文準備中）。また、VANCによる抗抑制とRNAi経路との遺伝学的相互作用の解明を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
RNAiに依存しない抑制修飾確立経路（To et al 2020 Nature Plants）、convergentな転写を行う遺伝子の転写伸長抑制による遺伝子制御経路（Inagaki et al 2021 Nature Plants）など、当初想定していなかった興味深い機構が見出されたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題１「遺伝子内抗抑制修飾はどのように制御され、どのように表現型に貢献するか」H3K4me1の脱メチル化酵素を用いた研究に加え、H3K4のメチル化酵素を用いた研究を組み合わせ、H3K4メチル化の制御と機能の研究を進めたい。また、抑制修飾の確立を検出する系を用い、抑制/抗修飾動態における修飾間のクロストークの全貌に迫りたい。
課題２「配列特異的抗抑制因子はどのような機構でゲノムの広範囲に影響するか」論文未発表の結果が充実してきているので、上記の研究結果を早めにまとめ、論文作成に進みたい。また抗抑制の分子機構の解明に向け、構造生物学と遺伝学とを組み合わせた研究を進めたい。
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