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2019 Fiscal Year Annual Research Report

開花・結実が導く植物個体死の制御因子Deathホルモンの同定と生理的基盤の理解

Research Project

Project/Area Number 19J00658
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

平川 健  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Keywords花発生 / 老化 / DNA損傷応答 / エピジェネティクス
Outline of Annual Research Achievements

植物の一生は種子の発芽から始まり、栄養成長から生殖成長への相転換を経て、種子を残してその生涯を終える。その中でも花の開花・結実は、特定の植物種において個体死と直接つながっている。例えば、花・果実を切除し続けると植物の寿命は伸びる一方で、どんなに栄養を供給し続けても枯死は免れない。これらの知見から、花由来の植物個体死の制御因子「Deathホルモン」仮説が約40年以上前に提唱されたが、未だ分子実態の同定には至っていない。その大きな理由としては、花で産生されるDeathホルモンが極微量であることが挙げられる。そこで本研究では、花の開花を人為的に操作できるシロイヌナズナ一斉開花系を用いて、Deathホルモンを高感度に探索・同定することを目的とした。また、動物では老化に伴いストレス応答能が低下することが報告されている。興味深いことに、人為的にストレス応答能の低下を抑制することで寿命が伸びることも明らかにされており、ストレス応答能と個体寿命には密接な関係があることがわかる。そこで本研究では、申請者がこれまで取り組んできたDNA損傷応答に注目し、植物個体死におけるDNA損傷応答の機能的意義の解明にも取り組む。
1.植物個体死の制御因子Deathホルモンの同定
シロイヌナズナ一斉開花系において花発生を高度に同調できる実験系の検討を行った。その結果、通常の生育温度よりも低温で培養すると同調率が向上することがわかった。

2.植物個体死におけるDNA損傷応答の機能的意義の解明
動物の老化に伴うストレス応答能の低下にはヒストン修飾を介したエピジェネティック制御が重要な役割を果たす。そこで、DNA損傷応答に異常を示すシロイヌナズナのエピジェネティック因子変異体を逆遺伝学的スクリーニングにより探索した。その結果、DNA二本鎖切断に対して低感受性を示すヒストン脱メチル化酵素(HDM)変異株を同定した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] CNRS(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      CNRS
  • [Journal Article] LSD1-LIKE1-Mediated H3K4me2 Demethylation Is Required for Homologous Recombination Repair2019

    • Author(s)
      Hirakawa Takeshi、Kuwata Keiko、Gallego Maria E.、White Charles I.、Nomoto Mika、Tada Yasuomi、Matsunaga Sachihiro
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 181 Pages: 499~509

    • DOI

      https://doi.org/10.1104/pp.19.00530

  • [Journal Article] The Roles of Plant Hormones and Their Interactions with Regulatory Genes in Determining Meristem Activity2019

    • Author(s)
      Lee Ze Hong、Hirakawa Takeshi、Yamaguchi Nobutoshi、Ito Toshiro
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 20 Pages: 4065~4065

    • DOI

      https://doi.org/10.3390/ijms20164065

    • Open Access
  • [Journal Article] Characterization of DNA Repair Foci in Root Cells of Arabidopsis in Response to DNA Damage2019

    • Author(s)
      Hirakawa Takeshi、Matsunaga Sachihiro
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 10 Pages: 1~9

    • DOI

      https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00990

    • Open Access
  • [Presentation] 植物DNA損傷応答におけるクロマチン構造制御に関する研究2019

    • Author(s)
      平川健
    • Organizer
      日本植物学会第83回大会
  • [Presentation] 植物ゲノム安定性の維持における細胞核構造の制御機構2019

    • Author(s)
      平川健、松永幸大
    • Organizer
      日本植物形態学会第31回総会・大会
  • [Presentation] 植物DNA損傷応答におけるヒストン脱メチル化によるクロマチン構造制御2019

    • Author(s)
      平川健、伊藤寿朗、松永幸大
    • Organizer
      日本遺伝学会第91回大会
    • Invited
  • [Remarks] 奈良先端科学技術大学院大学 先端技術研究科 バイオサイエンス領域 花発生分子遺伝学研究室

    • URL

      https://bsw3.naist.jp/ito/

URL: 

Published: 2021-01-27  

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