2015 Fiscal Year Annual Research Report
ヒストン修飾酵素複合体による植物ゲノム基盤の構築と制御
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24570065
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
金 鍾明 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (90415141)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 植物ゲノム / エピジェネティクス / ヒストン修飾 / ヘテロクロマチン / 環境応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シロイヌナズナのヒストン脱アセチル化酵素HDA6は、ゲノムの高次構造やゲノム基盤構築、および遺伝子の発現調節に広範囲に機能する。本実験では、ChIP実験で実績のある抗GFP抗体を用い、複合体の検索同定とゲノム制御機構の解明を行うため、GFPタグを融合したHDA6の遺伝子導入株を作成した。この形質転換株に対し、クロマチン免疫沈降実験を行って、HDA6タンパク質のゲノムワイドな結合動態の変動、およびHDA6複合体の同定を試みた。これを用いた解析の結果、乾燥応答時のHDA6ターゲットは、ジャスモン酸応答遺伝子群に多く見いだされた。これら遺伝子領域では、遺伝子発現タイミングや反応性に大きな差が見られたことから、HDA6複合体の応答性および反応性の違いが寄与することが示唆された。ここで考えられる複合体の機能は、これまでに得られている特異的なトランスポゾン領域でのHDA6複合体の役割と大きく異なることから、HDA6複合体には遺伝子制御に機能する複合体と、トランスポゾン抑制に機能する複合体の少なくとも２種類が存在すると考えられた。また、分子進化学的な解析結果から、HDA6が標的とするトランスポゾン中でも、hda6変異株では特に比較的若いCOPIAの再活性化が顕著であり、HDA6複合体による抑制標的となることが示唆される。HDA6の標的となるCOPIA領域に於けるサイレンシング状態を調べるため、ヘテロクロマチンマーカーであるH3K9m2抗体を用いて、ChIP－seq実験を行った。その結果、発現パターンに変化が見られるCOPIAのうち、hda6変異株にのみ特異的に抑制マーカーであるH3K9m2の存在量が著しく減少し、それに代わってヒストンH4のアセチル化が大きく増加している特異領域が同定できた。これら結果により、ヘテロクロマチン化に寄与するHDA6複合体の作用点の同定が一歩進んだと考える。
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