2015 Fiscal Year Annual Research Report
DNA脱メチル化機構の包括的理解と生物・非生物ストレス応答への新展開
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26291063
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
木下 哲 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 教授 (60342630)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | エピジェネティクス / シロイヌナズナ / DNA脱メチル化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNA脱メチル化に代表されるエピゲノム情報制御は、植物の発生や環境応答などの様々な局面に重要であると理解されている。しかしながら、生殖過程および種子形成を制御するゲノムインプリンティング以外の生命現象においては、その多くが未解明である。本研究では、インプリント遺伝子のDNA脱メチル化に影響を与えるalac4 (alarm clock for FWA imprinting)/atdre2変異体から明らかになりつつある新たな展開に着目し、広くエピゲノム制御が関わる生命現象を理解することを目的としている。平成27年度は、atdre2変異体から、僅かに得られるホモ接合体を用いてメチローム解析を行った。atdre2の原因遺伝子は、細胞質において鉄硫黄クラスター生合成に重要な役割を果たすことが、酵母やほ乳類の研究から明らかになっている。一方、そのタンパク質のN末にはメチルトランスフェラーゼ様のドメインが存在し、我々が単離した変異体では、多くのインプリント遺伝子のDNA脱メチル化に影響することが明らかになっている。予備的な結果からatdre2ホモ接合体では、ゲノムワイドにDNAメチル化への影響が見られており、インプリント遺伝子以外にも多くの標的を制御していることが示唆された。
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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
平成27年度に関して、AtDRE2が標的としているDNA脱メチル化領域に関して予備的な解析を進めることができた。予想どうりの結果が得られているので、今後シロイヌナズナだけではなく、イネにおいても遺伝子破壊することにより単子葉、双子葉での一般性を検討するための基礎データが得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
生物・非生物ストレスに対するエピゲノム制御の解析が本研究の最終的な目的であるため、シロイヌナズナにおいて標的サイトを明らかにするとともに、今後はイネを用いた解析も進める。イネはシロイヌナズナと比較して遙かにトランスポゾン配列が多く、しかもユークロマチンに広く散在している。当研究室では、共同研究によりCrisprによる遺伝子破壊の系を導入しつつあり、加えて当研究室で開発した人工気象器を用いたバイオトロンブリーディングの系で、シロイヌナズナと同様レベルの研究が屋内環境で実施できる。今後、イネに関しても生物・非生物ストレスに対するエピゲノム制御の解析を実施する。
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| Causes of Carryover |
予備的なポジティブな結果を得て、平成27年度の一部研究計画を修正し、平成28年度にイネを用いた計画を追加したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度までに、イネを用いたノックアウト変異体を作成し、その個体の遺伝子発現解析をマイクロアレイ等を用いて行う。
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