2020 Fiscal Year Annual Research Report
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19J23627
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
松村 護 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 機械刺激誘導性植物免疫 / CAMTA3 / DEK3 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、機械刺激誘導性遺伝子の発現制御機構を明らかにするために、機械刺激誘導性遺伝子群のプロモーター領域に対するシスモチーフ配列解析を行った。その結果、Ca2+-カルモジュリン結合転写活性化因子であるCAMTAが結合するCGCG-boxが有意に検出された。次に、CAMTA3が実際に機械刺激誘導性遺伝子のプロモーター上に存在し、転写を制御しているのかを明らかにするために、前年度から改善としてCAMTA3AV-GFP/camta2camta3組換え植物に対して、mock（機械刺激を負荷しない）、人工雨及びブラシで機械刺激を負荷し、ChIP-seq解析を試みた。その結果、CAMTA3は機械刺激誘導性遺伝子群のうち309遺伝子のプロモーター領域に存在するCGCG-boxに結合し、その発現を制御していることを明らかにした。
上述のCAMTA介在の機械刺激誘導性遺伝子の転写制御機構に関する解析に加えて、植物は、高温、低温、病原微生物などのストレスを一度受けると、二次的な刺激に対して迅速に応答する"プライミング"と呼ばれる時系列的な応答機構を有していると考えられており、機械刺激を予め負荷しておくと、植物免疫ホルモンであるサリチル酸（SA）応答性の植物病原細菌への抵抗性が強化されることを明らかにしている。前年度の研究に引き続き、プライミング制御因子の探索過程において、ヌクレオソームの形成に関与するDEK3の過剰発現株35S:DEK3-CFP/Col-0では、機械刺激及びSA未処理の状態でもSA応答性遺伝子の発現量が増加していた。したがって、DEK3を過剰発現させたことにより、SA応答性遺伝子の転写領域を含むDNA領域の開度が上昇し、常に転写されやすい状態が維持されていると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
CAMTA3が実際に機械刺激誘導性遺伝子のプロモーター上に存在し、転写を制御しているのかを明らかにするために、前年度から改善としてCAMTA3AV-GFP/camta2camta3組換え植物に対して、mock（機械刺激を負荷しない）、人工雨及びブラシで機械刺激を負荷し、ChIP-seq解析を試みた。その結果、CAMTA3は機械刺激誘導性遺伝子群のうち309遺伝子のプロモーター領域に存在するCGCG-boxに結合し、その発現を制御していることを明らかにした。
現在、これらの研究成果をまとめ、投稿論文として査読を受けている。
プライミング制御因子の探索過程において、ヌクレオソームの形成に関与するDEK3の過剰発現株35S:DEK3-CFP/Col-0では、機械刺激及びSA未処理の状態でもSA応答性遺伝子の発現量が増加していた。したがって、DEK3を過剰発現させたことにより、SA応答性遺伝子の転写領域を含むDNA領域の開度が上昇し、常に転写されやすい状態が維持されていると考えられる。
先行研究にて35S:DEK3-CFP/Col-0におけるChIP-seq解析が行われていることから、MNase-seq解析の結果との重複を調査し、それらの遺伝子群のプロモーター領域に対するシス配列解析を行なうことで、DEK3と協調的に機能する転写因子の同定を試みたいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
プライミング制御因子の探索過程において、ヌクレオソームの形成に関与するDEK3の過剰発現株35S:DEK3-CFP/Col-0では、機械刺激及びSA未処理の状態でもSA応答性遺伝子の発現量が増加していた。したがって、DEK3を過剰発現させたことにより、SA応答性遺伝子の転写領域を含むDNA領域の開度が上昇し、常に転写されやすい状態が維持されている可能性と考えられる。そこで、現在35S:DEK3-CFP/Col-0に対して機械刺激を負荷し、開いたDNA領域を明らかにできるMNase-seqに供試することで、DEK3が直接DNA領域の開口に関与しているのかを明らかにしたいと考えている。また、先行研究にて35S:DEK3-CFP/Col-0におけるChIP-seq解析が行われていることから、MNase-seq解析の結果との重複を調査し、それらの遺伝子群のプロモーター領域に対するシス配列解析を行なうことで、DEK3と協調的に機能する転写因子の同定を試みたいと考えている。
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