2019 Fiscal Year Annual Research Report
ヒストン脱メチル化酵素JUMONJIによる高温を記憶する分子基盤の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity |
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| Project/Area Number |
18H04782
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
山口 暢俊 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (90767899)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | エピジェネティクス / 植物 / 高温順化 / ヒストン / JUMONJI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1）高温順化におけるJMJの役割: 中程度高温によって順化をさせて、時間経過したのちに高温を与えた場合、野生型は高温順化して、耐性を保持した。しかし、jmj変異体では、高温順化する能力が低く、耐性を維持しにくくなることがわかった。また、順化前にJMJの活性を戻すと表現型は回復した。
2）JMJによる遺伝子発現の制御: RNA-seqによりJMJが発現を制御する遺伝子をゲノムワイドに同定し、順化によって発現するタイミングが早くなるHSP20-LIKE、HSP22遺伝子など複数のHSP遺伝子を同定した。
3）JMJによるヒストン修飾の制御: ChIP-seqにより、JMJが発現を制御する遺伝子をゲノムワイドに同定した。JMJが順化によって、HSP20-LIKE、HSP22遺伝子座のH3K27me3のマークを除去し、それがしばらく維持されることが記憶の分子実体であることがわかった。このヒストン修飾状態の数理モデルを構築して、HSP遺伝子の発現を予測可能にした。さらにhsp20-like hsp22は高温順化能が低いことを明らかにした。
4）変動温度環境下におけるJMJの役割: 緯度の異なる野外の変動する温度で野生型とjmj変異体を生育しても、変異体ではヒストン修飾を介したHSP遺伝子の発現変化により高温順化能が低下した。そのため、変動する環境下でもJMJが順化に必要である可能性が示唆された。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Abscisic acid-dependent histone demethylation during postgermination growth arrest in Arabidopsis.2019
Author(s)
Wu, J., Ichihashi, Y., Suzuki, T., Shibata, A., Shirasu, K., Yamaguchi, N. and Ito T.
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Journal Title
Plant Cell and Environment
Volume: 42
Pages: 2198-2214
Peer Reviewed
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[Journal Article] Integration of transcriptional repression and Polycomb-mediated silencing of WUSCHEL in floral meristems.2019
Author(s)
Sun, B., Zhou, Y., Cai, J., Shang E., Yamaguchi, N., Xiao, J., Looi, L-S., Wee W-Y., Gao, X., Wagner, D., and Ito, T.
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Journal Title
Plant Cell
Volume: 31
Pages: 1488-1505
Peer Reviewed
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[Journal Article] Lateral root initiation requires the sequential induction of transcription factors LBD16 and PUCHI in Arabidopsis thaliana.2019
Author(s)
Goh, T., Toyokura, K., Yamaguchi, N., Okamoto, T., Uehara, T., Kaneko, S., Takebayashi, Y., Kasahara, H., Ikeyama, Y., Okushima, Y., Nakajima, K., Mimura, T., Tasaka, M., and Fukaki, H.
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Journal Title
New Phytologist
Volume: 222
Pages: 2
Peer Reviewed
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[Journal Article] CRABS CLAW and SUPERMAN coordinate hormone-, stress-, and metabolic-related gene expression during Arabidopsis stamen development.2019
Author(s)
Ze Hong, L., Tatsumi, Y., Ichihashi, Y., Suzuki, T., Shibata, A., Shirasu, K., Yamaguchi, N. and Ito T.
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Journal Title
Frontiers in Ecology and Evolution.
Volume: 7
Pages: 437
Peer Reviewed
