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非コード転写とエピゲノムによる植物の環境応答制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 23K23565
Project/Area Number (Other) 22H02299 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

稲垣 宗一  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (00597883)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywordsエピゲノム / 非コード転写 / 植物 / 環境応答 / 転写制御 / 非コードRNA
Outline of Research at the Start

本研究では、様々な環境におかれた植物における、アンチセンス非コード転写に駆動されるエピゲノム制御が果たす役割を明らかにする。さらに遺伝学的アプローチにより、本メカニズムに関与する遺伝子群を同定し、その分子基盤を明らかにする。本研究の期待される成果は植物のゲノム・エピゲノム制御の重要な側面としての環境応答への貢献を明らかにし、非コード転写とエピゲノムを介した高次生命現象制御の理解を深める。

Outline of Annual Research Achievements

非コード転写に駆動されるエピゲノム制御のメカニズムと意義を探るために、主に2つの研究を進めた。1つは、シロイヌナズナのfld変異体で起きるFLC遺伝子の高発現と開花の遅延を抑圧する新規変異体の探索で、次世代シークエンサーを用いた連鎖解析により10以上の変異体について候補原因遺伝子を同定した。これらにはクロマチン制御に関連すると考えられる遺伝子が多く含まれ、H3K4モノメチル化と転写をつなぐ新規クロマチン因子候補を多数同定できたといえる。もう一つは、非コード転写産物を新規に同定するために、クロマチンに結合したRNAを網羅的に同定する試みで、ロングリードシークエンサーを用いる方法を確立することができた。さらに、H3K4メチル化・脱メチル化制御の解析を進め、転写共役的なH3K4メチル化制御機構を同定し、論文として公表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

非コード転写とエピゲノムをつなぐ多数の新規クロマチン制御因子候補を順遺伝学的手法と次世代シークエンサーを用いた連鎖解析により同定することができた。このことは、本研究の目的達成にとって非常に重要な成果であるといえる。

Strategy for Future Research Activity

同定した原因遺伝子候補の確定を進めるとともに、これらの機能解析を進める。また、新規非コード転写産物の同定のため、さまざまな環境に晒した植物におけるクロマチン結合RNAシークエンス解析を進める。

Report

(1 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Cotranscriptional demethylation induces global loss of H3K4me2 from active genes in Arabidopsis2023

    • Author(s)
      Mori Shusei、Oya Satoyo、Takahashi Mayumi、Takashima Kazuya、Inagaki Soichi、Kakutani Tetsuji
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2023.02.17.528985

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Transcription-coupled and epigenome-encoded mechanisms direct H3K4 methylation2022

    • Author(s)
      Oya S, Takahashi M, Takashima K, Kakutani T, Inagaki S
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 4521-4521

    • DOI

      10.1038/s41467-022-32165-8

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tandemly repeated genes promote RNAi-mediated heterochromatin formation via an antisilencing factor, Epe1, in fission yeast2022

    • Author(s)
      Asanuma T, Inagaki S, Kakutani T, Aburatani H, Murakami Y
    • Journal Title

      Genes & Development

      Volume: 36 Issue: 21-24 Pages: 1145-1159

    • DOI

      10.1101/gad.350129.122

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Local induction of IAA5 and IAA29 promotes DNA damage-triggered stem cell death in Arabidopsis roots2022

    • Author(s)
      Takahashi Naoki、Ogita Nobuo、Koike Toshiya、Nishimura Kohei、Inagaki Soichi、Umeda Masaaki
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2022.09.02.506394

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] 窒素応答性花成制御に関わる転写因子FBH4の機能解析2022

    • Author(s)
      眞木美帆,Van Quoc Giang,久保晃生,佐藤靖武,稲垣宗一,高木純平,佐藤長緒
    • Organizer
      第64回 日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 維管束幹細胞の分裂と分化を制御するサイトカイニンの機能と動態2022

    • Author(s)
      島津 舜治, ヌラニ・アリフ・ミーム, 森 秀世, 山田 一貴, 柴田 恭美, 古谷 朋之, 伊藤(大橋) 恭子, 石崎 公庸, 深城 英弘, 朝比奈 雅志, 稲垣 宗一, 角谷 徹二, 福田 裕穂, 近藤 侑貴
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 維管束幹細胞の分裂と分化を制御する一過的サイトカイニン応答2022

    • Author(s)
      島津 舜治, 森 秀世, 山田 一貴, 柴田 恭美, 古谷 朋之, 伊藤(大橋) 恭子, 深城 英弘, 朝比奈 雅志, 稲垣 宗一, 角谷 徹二, 福田 裕穂, 近藤 侑貴
    • Organizer
      植物化学調節学会第57回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナにおける転写と共役した遺伝子内H3K4メチル化の脱メチル化機構2022

    • Author(s)
      森秀世, 大矢恵代, 稲垣宗一, 角谷徹仁
    • Organizer
      第15回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] RNAポリメラーゼIICTDのリン酸化を介した新奇転写共役的H3K4me2脱メチル化機構2022

    • Author(s)
      森秀世, 大矢恵代, 稲垣宗一, 角谷徹仁
    • Organizer
      日本遺伝学会第94回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Co-transcriptional removal of H3K4me2 via targeting of demethylase to phosphorylated RNA polymerase II2022

    • Author(s)
      Shusei Mori, Satoyo Oya, Soichi Inagaki, Tetsuji Kakutani
    • Organizer
      Integrative epigenetics in plants, CSHA
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comprehensive analyses of rules behind chromatin targeting of H3K4 methyltransferases2022

    • Author(s)
      Satoyo Oya, Tetsuji Kakutani, Takumi Noyori, Soichi Inagaki
    • Organizer
      Integrative epigenetics in plants, CSHA
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-08-08  

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