2016 Fiscal Year Annual Research Report
Histone modification-mediated control of defense-related gene expression in plant immunity
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26291062
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
西條 雄介 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (50587764)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 遺伝子発現 / エピジェネティクス / 植物微生物相互作用 / 植物分子機能 / ゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物は、病原体の侵入・攻撃を受けると、病原体の侵入・感染部位のみならず全身に渡ってシステミックに免疫機能を向上させる仕組みをもつ。全身での免疫活性化に伴い、防御応答関連遺伝子の発現が誘導されるが、それが収束した後も二次刺激に対して敏感かつ強力に応答できるようになる（プライミング）。そこで、酵母から動物・植物まで共通して遺伝子発現状態の記憶に働くヒストン修飾（転写促進的なヒストンH3第4リジンのトリメチル化H3K4me3や転写抑制的なH3K27me3）に着目して、ヒストン修飾動態と全身性プライミングとの関連性について解析を進めた。
前年度に野生型植物から得たRNA-seqプロファイルを元に選定したマーカー遺伝子座においてChIP-PCR解析を行い、プライミングの成立に伴い、プロモーター領域及びコーディング領域でH3K4me3が増大すること、並びにH3K27me3も若干増大傾向にあることが分かった。次にH3K27me3標識及びプライミングが著しく低下したPRC2複合体（CLF）の欠損変異体において再びRNA-seq解析を実施し、CLF依存的・非依存的なプライミング標的遺伝子をゲノムワイドに同定した。PRC2 (CLF)依存的なプライミング標的遺伝子の中には全身性植物免疫に重要な既知の遺伝子も含まれており、H3K4me3制御因子に加えてH3K27me3制御因子PRC2-CLF複合体が全身性プライミングには必要であることを示す遺伝学的証拠を裏付ける結果が得られた。さらに、H3K4me3・H3K27me3に対する特異的抗体を用いてChIP-seq解析を実施した。予備ChIP-seq解析など実験条件の至適化に予想以上の準備期間を要したものの良質のデータを得ることが出来ており、現在その解析及びRNA-seqデータとの照合を進めている。以上をまとめた論文の投稿も併せて準備中である。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Danger peptide receptor signaling in plants ensures basal immunity upon pathogen-induced depletion of BAK1.2016
Author(s)
Yamada, K., Yamashita-Yamada, M., Hirase, T., Fujiwara, T., Tsuda, K., Hiruma, K. and Saijo, Y
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Journal Title
The EMBO Journal
Volume: 35
Pages: 46-61
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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