2022 Fiscal Year Annual Research Report
高温応答遺伝子領域と転写活性の高い核内領域の解析から熱記憶構築機構の解明を目指す
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20K15836
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
澁田 未央 (笠松未央) 山形大学, 理学部, 助教 (30849790)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | RNAポリメラーゼII / ライブイメージング / 画像解析 / シロイヌナズナ / ストレス応答 / エピジェネティック修飾 / 核 / 転写制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
過度な高温は植物の生育に悪影響を与える。植物は一度高温ストレスを感じるとそれを記憶し、次に同様のストレスを感じた際により効率的に対処することができる、「熱記憶」という仕組みを持つ。「熱記憶」の構築には、DNAの配列変化によらない遺伝子発現制御である、エピジェネティック修飾制御が重要な役割を持つが、その制御過程におけるクロマチン動態、「熱記憶」の構築に関わる遺伝子動態といった核内形態および構造学的な研究は技術的な問題から未だ不十分である。本研究はモデル植物シロイヌナズナにおける蛍光イメージングを主な解析手法とし、エピジェネティック修飾マークのライブイメージングツールの導入による核内転写活性環境フレームワークの構築メカニズムの解明を目的とした。
エピジェネティック修飾マークのライブイメージングツール、modification-specific intracellular antibody (mintbody)のシロイヌナズナ植物体への導入に成功し、そのうち転写の活性化状態を示すエピジェネティック修飾マークであるRNA ポリメラーゼ II （PolII）のリン酸化修飾を観察できるmintbodyの研究成果をCommunications Biology誌、B&I バイオサイエンスとインダストリー誌に発表した。ヒストン修飾をライブイメージングできるmintbodyに関しては、発生・分化プロセスにおけるダイナミクスの観察と、画像解析ツールの開発も合わせて行い、論文発表の準備を進めている。
NGS解析から素早い温度変化に対処するために即座に活性化される遺伝子は、転写因子による制御に加えPolIIの修飾調整による転写ON/OFF制御を受けていることが示唆された。今後はPolII制御に関わるタンパク質を研究対象に、転写活性領域の核内分布変化を中心に解析を進める。
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