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ラン科植物における転写後修飾によるエピジェネティックなクロマチン動態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14F03399
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 応用分子細胞生物学
研究機関大阪教育大学

研究代表者

向井 康比己  大阪教育大学, 教育学部, 教授 (30110795)

研究分担者 SHARMA SANTOSH  大阪教育大学, 教育学部, 外国人特別研究員
SHARMA Santosh  大阪教育大学, 教育学部, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードラン科植物 / DNAのメチル化 / ヒストン修飾 / ヘテロクロマチン / エピジェネチック / 花粉形成 / 花粉粒分裂 / ヒストンリン酸化抗体 / Cymbidium / Dendrobium / エピジェネティックス / 減数分裂 / 免疫染色 / 抗メチル化シトシン抗体 / ヒストン修飾抗体
研究実績の概要

インド原産を含む23種(Cymbidium12種およびDendrobium11種)のランを用いて、細胞周期が活発である体細胞分裂、減数分裂、花粉分裂のそれぞれの組織から染色体または核の標本を作製し、各種ヒストン修飾抗体で免疫FISHを行い、蛍光顕微鏡でクロマチンのエピジェネティックな動態を観察した。ヒストンのメチル化、リン酸化、アセチル化に注目しつつ、ヘテロクロマチンやユークロマチンといったクロマチン構造の変化を可視化した。また、それらの雑種を用いて、雑種形成に伴うゲノムのエピジェネティックな変化も調べた。
体細胞分裂中期から後期にかけての染色体では、ユークロマチン特異的なヒストン修飾が観察されなかったことから、この期間は転写的に不活性であることを示し、アセチル化特異的なヒストン抗体を用いた実験からは、細胞分裂期の各ステージが進むにつれてアセチル化が減少していき、後期ではなくなることが分かった。ヒストンリン酸化抗体(H3S10ph、H3S10phK14ac)で中期染色体の動原体周辺を検出することができ、細胞分裂が進行するにつれてリン酸化されたヒストンは減少した。特に、H3S10phK14acは植物における染色体のセントロメアを同定する細胞学的マーカーとして有効であることが分かった。
花粉粒分裂Iにおけるクロマチン動態に関して、ユークロマチン特異的なヒストン抗体(H3K27me3)では花粉粒分裂の前中期染色体においてシグナルが強く検出された。一方、ヘテロクロマチン特異的なヒストン抗体(H3K9me1)では生殖核に、H3K9me2では栄養核に、H3K27me1では両方にシグナルが検出された。このように、花粉形成におけるヒストンのエピジェネティックな変化を、小胞子分裂や栄養核・精核におけるクロマチンの状態を転写活性と関連づけることができた。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Distinct chromatin environment associated with phosphorylated H3S10 histone during pollen mitosis I in orchids.2016

    • 著者名/発表者名
      Sharma S.K., Yamamoto M., Mukai Y.
    • 雑誌名

      Protoplasma

      巻: - 号: 1 ページ: 161-165

    • DOI

      10.1007/s00709-015-0925-z

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dual modified anti-phospho(Ser10)-acetyl(Lys14)-histone H3 predominantly mark the peri-centromeric chromatin during mitosis in monokinetic plants2016

    • 著者名/発表者名
      Sharma S.K., Yamamoto M., Mukai Y.
    • 雑誌名

      Journal of Genetics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chromosome research in orchids: current status and future prospects with special emphasis from molecular and epigenetic perspective.2015

    • 著者名/発表者名
      Sharma S.K. and Mukai Y.
    • 雑誌名

      Nucleus

      巻: 58 号: 3 ページ: 173-184

    • DOI

      10.1007/s13237-015-0152-1

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Immuno-cytogenetic manifestation of epigenetic chromatin modification marks in plants.2015

    • 著者名/発表者名
      Sharma S.K., Yamamoto M, Mukai Y.
    • 雑誌名

      Planta

      巻: 241 号: 2 ページ: 291-301

    • DOI

      10.1007/s00425-014-2233-9

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] インドにおける高等学校教育の”遺伝の科学”2015

    • 著者名/発表者名
      サントッシュ・クマール・シャルマ、山本真紀
    • 雑誌名

      生物の科学 遺伝

      巻: 69 ページ: 193-208

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cytogenetic landscape of epigenetic signatures in Cymbidium sinense (Orchidaceae).2015

    • 著者名/発表者名
      Sharma S.K. and Mukai Y.
    • 学会等名
      5th Asian Chromosome Colloquium (ACC5)
    • 発表場所
      カセサート大学、タイ(バンコク)
    • 年月日
      2015-04-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Cytogenetic landscape of epigenetic signatures in Cymbidium sinense (Orchidaceae).2015

    • 著者名/発表者名
      Sharma S.K. and Mukai Y.
    • 学会等名
      5th Asian Chromosome Colloquium
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2015-04-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A glimpse of male-meiotic and pollen-mitotic chromosomal landmarks in Dendrobium (Orchidaceae).2014

    • 著者名/発表者名
      Sharma S.K. and Mukai Y.
    • 学会等名
      染色体学会第65回年会回
    • 発表場所
      岡山大学資源植物科学研究所(倉敷)
    • 年月日
      2014-10-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] “Science of Heredity” education at higher-school level in India.2014

    • 著者名/発表者名
      Sharma S.K.
    • 学会等名
      第86回日本遺伝学会
    • 発表場所
      長浜バイオ大学(長浜)
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Sustainable Development and Biodiversity 11 Molecular Breeding for Sustainable Crop Improvement, Vol. 22016

    • 著者名/発表者名
      Sharma S.K., Yamamoto M, and Mukai Y.
    • 総ページ数
      478
    • 出版者
      Springer Verlag
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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