イネ属胚乳における父・母ゲノムのエピジェネティックな調和と軋轢の分子機構

• 研究領域: ゲノム・遺伝子相関：新しい遺伝学分野の創成
• 研究課題/領域番号: 23113003
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 横浜市立大学 (2014-2016); 長浜バイオ大学 (2012-2013); 奈良先端科学技術大学院大学 (2011)
• 研究代表者: 木下 哲 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 教授 (60342630)
• 研究分担者: 河邊 昭 京都産業大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (10582405)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 138,450千円 (直接経費: 106,500千円、間接経費: 31,950千円); 2015年度: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2014年度: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2013年度: 25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円); 2012年度: 23,400千円 (直接経費: 18,000千円、間接経費: 5,400千円); 2011年度: 41,340千円 (直接経費: 31,800千円、間接経費: 9,540千円)
• キーワード: エピジェネティクス / イネ / 胚乳 / シロイヌナズナ / 生殖隔離機構 / ゲノムインプリンティング / 生殖隔離 / 野生イネ

研究成果の概要

植物の胚乳では、父由来と母由来のゲノムの機能が異なることが知られており、このことが受精後の生殖隔離の原因となると考えられてきた。本研究課題では、イネの種間交雑や倍数体間交雑、あるいは両者の組合せを解析することにより、ポリコーム複合体により制御されている胚乳の発生進行が生殖隔離の鍵を握ること、倍数性操作により種の障壁を打破できることなどを明らかにした。平行して、インプリントされたポリコーム複合体の構成因子の活性化機構の詳細を、シロイヌナズナの変異体解析により明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] 受精後雑種障壁研究の育種利用に向けて (2017)
  • 著者名/発表者名: 石井孝佳、岡本龍史、殿崎薫、長岐清孝、木下哲
  • 雑誌名: 育種学研究 巻: 19 ページ: 35-40
  • NAID: 130006832293
• [雑誌論文] Possible roles for Polycomb repressive complex 2 in cereal endosperm. (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Tonosaki and T. Kinoshita
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science. 巻: 6 ページ: 144-144
  • DOI: 10.3389/fpls.2015.00144
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epigenetic role for the conserved Fe-S cluster biogenesis protein AtDRE2 in Arabidopsis thaliana (2014)
  • 著者名/発表者名: Buzas, D., Nakamura, M., Kinoshita, T.
  • 雑誌名: PNAS 巻: 111 号: 37 ページ: 13565-13570
  • DOI: 10.1073/pnas.1404058111
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genomic imprinting in plants: what makes the functions of paternal and maternal genes different in endosperm formation? (2014)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Ohnishi, Daisuke Sekine, Tetsu Kinoshita
  • 雑誌名: Advances in Genetics 巻: 86 ページ: 1-25
  • DOI: 10.1016/b978-0-12-800222-3.00001-2
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Epigenetic memory for stress response and adaptation in plants. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, T., Seki., M.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 55 号: 11 ページ: 1859-1863
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu125
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dissection of two major components of the post-zygotic hybridization barrier in rice endospern (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Sekine, Takayuki Ohnishi, Hiroyasu Furuumi, Akemi Ono, Toshihiro Yamada, Nori Kurata and Tetsu Kinoshita^*
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: 76(5) 号: 5 ページ: 792-799
  • DOI: 10.1111/tpj.12333
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA-directed DNA methylation regulates parental genomic imprinting at several loci in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Vu TM, Nakamura M, Calarco JP, Susaki D, Lim PQ, Kinoshita T, Higashiyama T, Martienssen RA, Berger F.
  • 雑誌名: Development 巻: 140 号: 14 ページ: 2953-2960
  • DOI: 10.1242/dev.092981
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of Arabidopsis thaliana NAR1, a cytosolic iron-sulfur cluster assembly component, in gametophytic gene expression and oxidative stress responses in vegetative tissue (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M, Buzas DM, Kato A, Fujita M, Kurata N, Kinoshita T.
  • 雑誌名: New Phytolosist 巻: 199 号: 4 ページ: 925-935
  • DOI: 10.1111/nph.12350
  • 査読あり
• [雑誌論文] HMG domain containing SSRP1 is required for DNA demethylation and genomic imprinting in Arabidopsis (2011)
  • 著者名/発表者名: 池田陽子, 他8名
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 21 号: 3 ページ: 589-596
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2011.08.013
  • 査読あり
• [学会発表] イネの倍数体間交雑における胚乳発生異常の解析
  • 著者名/発表者名: 関根大輔
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都府北区
• [学会発表] イネの胚乳発生・サイズを制御する父・母ゲノムの効果
  • 著者名/発表者名: 関根大輔
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 栃木県宇都宮市
• [図書] シロイヌナズナにおけるゲノムインプリンティングとDNAの脱メチル化の制御にはHMGドメインを含むタンパク質SSRP1をコードする遺伝子が必要である (2011)
  • 著者名/発表者名: 池田陽子
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 新着論文レビュー
• [図書] HMG遺伝子SSRP1はシロイヌナズナにおけるDNA脱メチル化およびゲノムインプリンティングに必要である (2011)
  • 著者名/発表者名: 池田陽子
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 学研メディカル秀順社
• [図書] 細胞履歴に基づく植物の形態形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木下哲
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: 高等研報告書
• [図書] ゲノムに刷り込まれた生殖隔離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木下哲
  • 総ページ数: 14
  • 出版者: 文一総合出版
• [図書] エピジェネティクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村みゆき
  • 総ページ数: 13
  • 出版者: 文一総合出版
• [備考]
  • URL: http://www.yokohama-cu.ac.jp/univ/pr/press/140902_res.html
• [備考] プレスリリース］バイオサイエンス研究科の池田陽子特任助教、木下哲特任准教授の研究グループ
  • URL: http://www.naist.jp/news/detail_j/topics/1185/
• [備考] 鍵のかかった遺伝子の活性化に必要な新たな因子を同定： ～遺伝情報書き換えの仕組み解明に期待～
  • URL: http://bsw3.naist.jp/achievements/index.php?id=647
• [備考] A new player for DNA demethylation and imprinting
  • URL: http://bsw3.naist.jp/eng/researchtopics/2011/20110913.html