• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2016 Fiscal Year Annual Research Report

ヒストンSUMO化による転写調節機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity
Project/Area Number 16H01458
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

三浦 謙治  筑波大学, 生命環境系, 教授 (00507949)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Keywords植物 / シグナル伝達 / 遺伝子 / 発現制御
Outline of Annual Research Achievements

1)SUMO E3リガーゼSIZ1によるメチル化ヒストンH3K4の調節機構の解明
植物SIZ1において、動物SIZ/PIASオルソログには存在しないPHDドメイン(C4HC3ジンクフィンガー)の機能解析を行った。まず、このPHDドメインがトリメチル化ヒストンH3K4me3と結合することを明らかにしたが、この結合がPHDドメインによるものかを明らかにするため、PHD(C162S)を作製し、H3K4me3との結合を調べた。PHD(C162S)ではH3K4me3との結合が見られなかったことから、H3K4me3の結合にはPHDが重要であることが示された。SIZ1内のPHDドメインが生物学的にどれぐらい重要であるかを調べるために、siz1変異体にSIZ1pro:SIZ1、SIZ1pro:SIZ1(ΔPHD)、SIZ1pro:SIZ1(C162S)を導入したところSIZ1pro:SIZ1(C162S)ではsiz1変異体の形質を相補できなかった。また、PHDはヒストンメチル化酵素ATXと相互作用することが明らかとなった。ATX1はWRKY70におけるヒストンH3K4のメチル化に関わっており、atx1変異体ではH3K4me3が低くなり、siz1変異体ではH3K4me3状態が高くなっていることが明らかとなった。これらのことから、WRKY70のH3K4me3状態の調節にSIZ1が関わっていることが示唆された。

2)SUMO化ヒストンによる遺伝子発現調節機構の解明
ヒストンSUMO化が転写促進/抑制にどのように関わるかを明らかにする目的で、SUMO1(Q90A)-H4およびSUMO1(Q90A)-H3を発現させた植物体を作製中である。Q90Aに置換すると脱SUMO化できないという先行研究をもとにしている。SUM1(Q90A)-H4に関してはホモ固定個体が得られた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

PHDドメインによるH3K4me3の状況認識を明らかにすることができ、しかもWRKY70におけるH3K4me3の状態にSIZ1が関わることを明らかにすることができた。これらを現在まとめ中であり、論文投稿予定である。

Strategy for Future Research Activity

1) SUMO化ヒストンによる包括的な発現調節機構
ヒストンのSUMO化が見られるかをin vitro SUMO化反応により明らかにする。この反応によりSUMOによって調節されるヒストンを明らかにする。また、脱SUMO化されないSUM1(Q90A)-H3およびSUM1(Q90A)-H4を発現する植物体を作製しており、ホモ固定植物が取れ次第、SUMO化ヒストンがどのような因子と相互作用することによって、転写調節を行っているかをプロテオーム解析により明らかにする。また、SUM1(Q90A)-H3およびSUM1(Q90A)-H4が安定的に植物体内で働くことが明らかになれば、SUMO化ヒストンがどのような領域に存在する可能性が高いかをChIP-seqにより明らかにする。

2) SUMO E3リガーゼの役割分担
植物においてSUMO E3リガーゼはSIZ1とMMS21の2種類のみであると考えられる。この2つは先行研究により、生化学的には同じ酵素活性をもつが、生物学的に別々の役割を担っていると考えられている。その役割分担を明らかにする目的で研究を行う。SUMO E3リガーゼはSUMO化における最終段階に位置する酵素で、基質を認識して、その基質をSUMO化するために必要である。そこで、これらのタンパク質に相互作用するタンパク質を明らかにすることで、SUMO化を行う基質の違いを明らかにすることが出来ると考えられる。基質の違いが分かれば、その機能の役割分担も明らかにできると考えられる。SIZ1は酵母2ハイブリッドスクリーニングにおけるMatchmakerシステムでは発現しないことから、DUALhunterシステムを用いて相互作用因子を明らかにする。その相互作用因子の中から、転写制御に関わると考えられる因子を特定し、in vitro SUMO化反応によりSUMO化を調べる。

  • Research Products

    (11 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Chinese Academy of Science(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      Chinese Academy of Science
  • [Int'l Joint Research] Purdue University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Purdue University
  • [Journal Article] Targeted base editing in rice and tomato using CRISPR-Cas9 sytidine deaminase fusion2017

    • Author(s)
      Shimatani, Z., Kashojiya, S., Takayama, M., Terada, R., Arazoe, T., Ishii, H., Teramura, H., Yamamoto, T., Komatsu, H., Miura, K., Ezura, H., Nishida, K., Ariizumi, T., & Kondo, A.
    • Journal Title

      Nat. Biotechnol.

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1038/nbt.3833

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transcriptiome and proteome analyses provide insight into laticifer’s defense of Euphorbia tirucalli against pests.2016

    • Author(s)
      Kitajima, S.*, Miura, K.*, Aoki, W., Yamato, K.T., Taira, T., Murakami, R., & Aburaya, S.
    • Journal Title

      Plant Physiol. Biochem.

      Volume: 108 Pages: 434-446

    • DOI

      10.1016/j.plaphy.2016.08.008

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] An Arabidopsis SUMO E3 ligase, SIZ1, negatively regulates photomorphogenesis by promoting COP1 activity2016

    • Author(s)
      Lin, X.L., Niu, D., Hu, Z.L., Kim, D.H., Jin, Y.H., Cai, B., Liu, P., Miura, K., Yun D.J., Kim, W.Y., Lin, R., Jin, J.B.
    • Journal Title

      PLoS Genet.

      Volume: 12 Pages: e1006016

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1006016

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ICE1相互作用因子であるMYC型転写因子は低温ストレス耐性に抑制的に働く2017

    • Author(s)
      三浦謙治、太田賢、佐藤愛子、岡和、多田安臣
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学、鹿児島県鹿児島市
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] PIF4はシロイヌナズナの低温耐性を負に制御している2017

    • Author(s)
      奥田大貴、野澤理恵子、古本強、三浦謙治
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学、鹿児島県鹿児島市
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] トマトにおけるゲノム編集技術の適用と育種素材開発2016

    • Author(s)
      三浦謙治、山本剛史、嘉祥寺谷祥子、高山真理子、西田敬二、近藤昭彦、有泉亨、江面浩
    • Organizer
      日本植物学会第80回大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター、沖縄県宜野湾市
    • Year and Date
      2016-09-16 – 2016-09-18
  • [Presentation] Production of tomato with a high sugar content by genome engineering2016

    • Author(s)
      Tsuyoshi Yamamoto, Tohru Ariizumi, Keiji Nishida, Akihiko Kondo, Hiroshi Ezura, Kenji Miura
    • Organizer
      Plant Genome Stability and Change 2016
    • Place of Presentation
      湘南国際村、神奈川県横須賀市
    • Year and Date
      2016-07-07 – 2016-07-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Functional analysis of ICE1 inteacting proteins for cold tolerance2016

    • Author(s)
      Kenji Miura, Masaru Ohta, Aiko Sato, Hayato Shiba, Machiko Nakazawa
    • Organizer
      International Conference on Arabidopsis Research
    • Place of Presentation
      Gyeongju, Korea
    • Year and Date
      2016-07-01 – 2016-07-01
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 筑波大学 植物分子細胞生物学研究室

    • URL

      http://www.gene.tsukuba.ac.jp/~kmiura/

URL: 

Published: 2019-12-27   Modified: 2022-06-09  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi