2022 Fiscal Year Annual Research Report
DNAメチル化ダイナミクス解析による生殖過程のDNAメチル化消去・維持機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Mechanisms underlying replication of non-genomic codes that mediate plasticity and robustness for cellular inheritance |
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| Project/Area Number |
22H04693
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
池田 陽子 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (80467688)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | エピジェネティクス / DNAメチル化 / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エピゲノムに代表される‘非ゲノム情報'は、均質なゲノムを持つ細胞に遺伝子発現の違いをもたらす、細胞の運命決定の鍵であると考えられている。DNAメチル化は'非ゲノム情報'のうち唯一世代を超えて安定的に伝わることが証明されている修飾であり、クロマチンとの相互作用を介して遺伝子の発現制御に関わることが知られている。DNAメチル化の次世代への伝達機構については、動物の生殖過程でいったん消去され再度書き込まれるのに対し、植物の卵及び精細胞を介した胚系列では能動的な消去/再構成が観察されていない。そのため植物ではDNAメチル化の変化が次の世代に伝わりうるとされている。
我々は、植物特有のDNAメチル化維持機構がどのように進化してきたかを明らかにするため、進化上、陸上植物の基部に位置するゼニゴケを用い解析を進めた。これまでに、我々の解析により、ゼニゴケにおけるDNAメチル化制御機構は被子植物と共通した特徴だけでなく、異なる制御の特徴を持つことを示唆する結果が得られている。本研究では生殖細胞及び胞子発生過程におけるDNAメチル化のダイナミクスを細胞レベルで明らかにするとともに、その制御の実体を明らかにすることを目指した。
ゼニゴケには動物に保存されているDNAメチル化酵素や、植物型DNA脱メチル化酵素が保存されている。本年度は、これらの酵素の変異体を用いて、生殖を介して得られた次世代の個体における表現型解析を行うことにより、ゼニゴケの世代を超えたDNAメチル化制御について解析を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度までに行う予定であった本研究に深く関わる実験が、新型コロナウイルスの影響で実施が遅れ、本年度に行うこととなったため、前年度計画した本年度の研究内容の進捗に影響を与えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに、ゼニゴケの生活環の中でDNAメチル化がゲノムワイドに変化することが報告されているが、その詳細や機構については不明な点が多く残されている。この機構を明らかにするため、DNAメチル化変異体を用いた解析を継続し、これまでに次世代シーケンス解析により得た、メチロームなどのデータ解析をさらに進めるとともに、DNAメチル化とクロマチンダイナミクスの関係について明らかにしていく。
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[Presentation] Regulatory system of DNA methylation in Marchantia: a demethylation mechanism distinct from that of flowering plants2022
Author(s)
Ikeda, Y., Nakamura, K., Togawa, T., Nishihama, R., Yamaoka, S., Araki, T., Kohchi, T., Mathieu, O., Yamato, KT.
Organizer
CSHA meeting on Integrative Epigenetics in Plants
Int'l Joint Research
