2013 Fiscal Year Annual Research Report
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25291062
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
出村 拓 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (40272009)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 細胞分化 / 道管 / 転写制御 / エピジェネティックス / 小分子RNA |
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| Research Abstract |
（１）VND7遺伝子の発現におけるエピジェネティック制御：VND7遺伝子発現のエピジェネティック制御について、関連の阻害剤（5-aza-dC 、HDAC阻害剤：TSA・パルブロ酸など）と関連遺伝子（HDAC、HAT、LSD、MET1等）の突然変異体や過剰発現体を組み合わせた解析を行った。このために、VND7プロモーター：レポーター（GUS、YFPなど）ラインと突然変異体の掛け合わせを進めた。
（２）VND7遺伝子のシス因子とトランス因子：GATA5やそのホモログの機能を明らかにするために、プロモーター:GUS/YFPによる発現解析、過剰発現体と発現/機能抑制体（T-DNA挿入変異体、など）の作出と表現型解析を行った。また、VND7のシス因子を絞り込むために蛍光相関分光法FCS (Fluorescence Correlation Spectroscopy)を用いたDNA-転写因子の結合解析システムを整備した。
（３）VND7の機能制御メカニズム：VND7-VP16-GRを過剰発現させたシロイヌナズナをDEX処理することによって、植物体全体で人為的に異所的な道管分化を誘導することができる。この植物体での異所的な道管分化が抑制された復帰突然変異体として単離している8系統の詳細な表現型解析と責任遺伝子の同定を進め、2系統について責任遺伝子候補を同定した。
（４）維管束木部分化におけるsmall RNAの動態：VND7の第2エキソンのDNAボディメチル化に関しするsmall RNAの関与について調査するために、シロイヌナズナ芽生え子葉における、木部分化誘導系の確立とトランスクリプトーム解析を行った。
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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
VND7遺伝子の発現におけるエピジェネティック制御の解析については、阻害剤と関連遺伝子突然変異体を用いた解析が進展したが、掛け合わせ実験がやや遅れ気味である。VND7遺伝子のシス因子とトランス因子の解析については、GATA5やそのホモログの機能解析が進み、VND7のシス因子を絞り込みが予想通りに進んだ。また、VND7の機能制御メカニズムの解析については、8系統の変異体のうち2系統について責任遺伝子候補を同定できた。さらに、維管束木部分化におけるsmall RNAの動態の解析については、今後の研究の基礎となるシロイヌナズナ芽生えでの木部分化誘導系の確立とトランスクリプトーム解析を終えることができた。このようにおおむね順調に進展していると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）VND7遺伝子の発現におけるエピジェネティック制御：VND7遺伝子発現のエピジェネティック制御について、DNAメチル化とヒストンH3K27メチル化に加えて、ヒストンH3K4メチル化とヒストンH3K9アセチル化の影響も含めて、関連の阻害剤（5-aza-dC 、HDAC阻害剤：TSA・パルブロ酸など）と関連遺伝子（HDAC、HAT、LSD、MET1等）の突然変異体や過剰発現体を組み合わせ、表現型（異所的道管形成頻度）解析とVND7遺伝子・下流遺伝子の発現解析を継続する。また、細胞特異的なエピジェネティック制御を明らかにするために、維管束特異的マーカーを用いたセルソーティングに新たに挑戦する。
（２）VND7遺伝子のシス因子とトランス因子：GATA5やそのホモログの機能を進める。おもに変異体等の表現型解析を行う。また、蛍光相関分光法FCS (Fluorescence Correlation Spectroscopy)を用いたDNA-転写因子の結合解析システムを用いて、VND7のターゲット遺伝子と繊維細胞マスター因子のSND1のターゲット遺伝子のシス因子を比較する。
（３）VND7の機能制御メカニズム：VND7-VP16-GRを過剰発現させたシロイヌナズナをDEX処理することによって、植物体全体で人為的に異所的な道管分化を誘導することができる。この植物体での異所的な道管分化が抑制された復帰突然変異体の責任遺伝子として同定されてきた遺伝子群の機能解析に注力する。
（４）維管束木部分化におけるsmall RNAの動態：昨年度までに植物ホルモン投与によってシロイヌナズナ子葉を用いた木部細胞の分化誘導系を確立した。今年度は、この系におけるsmall RNAの動態を次世代高速DNAシーケンサーを用いて解析する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
VND7遺伝子の発現におけるエピジェネティック制御の解析に関して、掛け合わせ実験がやや遅れているため、その機能解析（とくに遺伝子発現解析）にかかる費用が掛からなくなったことによる。
遅れていた機能解析（とくに遺伝子発現解析）を集中的に進めるために物品購入に充てる。
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[Journal Article] Synthesis of poly-and oligo (hydroxyalkanoate) s by deep-sea bacteria, Colwellia spp., Moritella spp., and Shewanella spp2013
Author(s)
Keiji Numata, Kumiko Morisaki, Satoshi Tomizawa, Misato Ohtani, Taku Demura, Masayuki Miyazaki, Yuichi Nogi, Shigeru Deguchi, Yoshiharu Doi
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Journal Title
Polymer Journal
Volume: 45
Pages: 1094-1100
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The ATM-dependent DNA damage response acts as an upstream trigger for compensation in the fas1 mutation during Arabidopsis leaf development2013
Author(s)
Tetsuya Hisanaga, Ali Ferjani, Gorou Horiguchi, Naoko Ishikawa, Ushio Fujikura, Minoru Kubo, Taku Demura, Hiroo Fukuda, Takashi Ishida, Keiko Sugimoto, Hirokazu Tsukaya
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Journal Title
Plant Physiology
Volume: 162
Pages: 831-841
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A poly (A)-specific ribonuclease directly regulates the poly (A) status of mitochondrial mRNA in Arabidopsis2013
Author(s)
Takashi Hirayama, Takakazu Matsuura, Sho Ushiyama, Mari Narusaka, Yukio Kurihara, Michiko Yasuda, Misato Ohtani, Motoaki Seki, Taku Demura, Hideo Nakashita, Yoshihiro Narusaka, Shimpei Hayashi
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Journal Title
Nature communications
Volume: 4
Pages: 2247
DOI
Peer Reviewed
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