プロテアソームによるDNAメチル化バランス制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 16K18838
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 佐古 香織 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 特別研究員 (60722395)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: プロテアソーム / DNAメチル化 / 植物

研究成果の概要

本研究ではプロテアソームによるDNA メチル化制御機構解明を目的として研究を実施した。プロテオミクスによって、DNAメチル化関連因子のユビキチンリガーゼを同定した。また、トランスクリプトーム解析からDNAメチル化関連因子はカルスからの再生時に機能する遺伝子発現を負に制御することを明らかにした。本研究によって、プロテアソームによるDNAメチル化関連因子の分解が適切な遺伝子発現に重要であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

組換え作物に導入した有用遺伝子がDNAメチル化の過剰促進によってサイレンシングされる現象が問題となっている。本研究ではプロテアソームによるタンパク質分解が適切な遺伝子発現制御に寄与することを明らかにした。本研究を発展させることによって過剰なメチル化を抑制し，食糧生産性増進など，応用面への貢献が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] The duration of ethanol-induced high-salinity stress tolerance in Arabidopsis thaliana (2018)
  • 著者名/発表者名: Sako Kaori、Sunaoshi Yuji、Tanaka Maho、Matsui Akihiro、Seki Motoaki
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 13 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1080/15592324.2018.1500065
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヒストン脱アセチル化酵素が担う植物の環境ストレス応答制御 植物をストレスに強くする標的タンパク質の発見 (2018)
  • 著者名/発表者名: 上田実，佐古香織，伊藤昭博, 吉田稔，関原明
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 56 ページ: 797-803
  • NAID: 130007748619
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptomic analysis of Arabidopsis thaliana plants treated with the Ky-9 and Ky-72 histone deacetylase inhibitors (2018)
  • 著者名/発表者名: Nguyen HM, Sako K, Matsui A, Ueda M, Tanaka M, Ito A, Nishino N, Yoshida M, Seki M.
  • 雑誌名: Plant Signaling and Behavior 巻: 13 号: 3 ページ: e1448333-e1448333
  • DOI: 10.1080/15592324.2018.1448333
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Live imaging of H3K9 acetylation in plant cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kurita, K., Sakamoto,T., Yagi, N., Sakamoto, Y., Ito, A., Nishino, N., Sako,K., Yoshida, M., Kimura, H., Seki, M. and Matsunaga, S.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 45894-45894
  • DOI: 10.1038/srep45894
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ethanol Enhances High-Salinity Stress Tolerance by Detoxifying Reactive Oxygen Species in Arabidopsis thaliana and Rice (2017)
  • 著者名/発表者名: Nguyen HM, Sako K, Matsui A, Suzuki Y, Mostofa MG, Ha CV, Tanaka M, Tran LP, Habu Y, Seki M
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 8 ページ: 1001-1001
  • DOI: 10.3389/fpls.2017.01001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Distinct Roles of Class I and II RPD3-Like Histone Deacetylases in Salinity Stress Response (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueda M, Matsui A, Tanaka M, Nakamura T, Abe T, Sako K, Sasaki T, Kim JM, Ito A, Nishino N, Shimada H, Yoshida M, Seki M
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 175 号: 4 ページ: 1760-1773
  • DOI: 10.1104/pp.17.01332
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ky-2, a Histone Deacetylase Inhibitor, Enhances High-Salinity Stress Tolerance in Arabidopsis thaliana (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaori Sako, Jong-Myong Kim, Akihiro Matsui, Kotaro Nakamura, Maho Tanaka, Makoto Kobayashi, Kazuki Saito, Norikazu Nishino, Miyako Kusano, Teruaki Taji, Minoru Yoshida, Motoaki Seki
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 57 号: 4 ページ: 776-783
  • DOI: 10.2460/ajvr.77.4.346
  • 査読あり
• [雑誌論文] エピジェネティック制御によって植物の耐塩性を高める (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐古香織、関 原明
  • 雑誌名: バイオサイエンスとインダストリー 巻: 74 ページ: 312-313
• [学会発表] Chemical screening of compounds enhancing salinity stress tolerance (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐古香織，チエン・バン・ハ，松井章浩，田中真帆，佐藤綾人，関原明
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会
• [学会発表] Identification of a novel compound enhancing salinity stress tolerance (2017)
  • 著者名/発表者名: Kaori Sako, Takeshi Shimizu, Kenshirou Shimizu, Hiroyuki Hirano, Akihiro Matsui, Minoru Ueda, Maho Tanaka, Hiroyuki Osada, Motoaki Seki
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] An HDAC inhibitor enhances salinity stress tolerance through promoted root barrier in Arabidopsis thaliana (2017)
  • 著者名/発表者名: Kaori Sako, Huong Mai Nguyen, Minoru Ueda, Akihiro Matsui, Maho Tanaka, Norikazu Nishino, Minoru Yoshida, Motoaki Seki
  • 学会等名: Environmental Stress Adaptation and Memory in Plants
  • 発表場所: 理化学研究所（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2017-02-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 植物プロテアソームによる高塩ストレス応答機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐古香織
  • 学会等名: ユビキチン研究会
• [学会発表] シロイヌナズナプロテアソームによるDNAメチル化制御機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐古 香織
  • 学会等名: ユビキチンネオバイオロジー平成28年度班会議
  • 発表場所: シャトレーゼガトーキングダムサッポロ(北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-11-16
• [図書] Salinity Responses and Tolerance in Plants, Volume 2: Exploring RNAi, Genome Editing and Systems Biology (2018)
  • 著者名/発表者名: Ueda M, Sako K, Seki M
  • 総ページ数: 326
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9783319903170
• [図書] Exploring RNAi, Genome Editing and Systems Biology (2018)
  • 著者名/発表者名: Ueda Minoru, Kaori Sako, Motoaki Seki
  • 総ページ数: 500
  • 出版者: Springer
• [備考] 所属研究室のwebページ
  • URL: http://pgn.riken.jp/
• [産業財産権] エタノールによる環境ストレス耐性付与 (2017)
  • 発明者名: 関原明，佐古香織，松井章浩，Khurram Bashir他4名
  • 権利者名: 関原明，佐古香織，松井章浩，Khurram Bashir他4名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017
  • 外国
• [産業財産権] 植物の環境ストレス耐性向上剤 (2016)
  • 発明者名: 関原明、佐古香織、松井章浩、クーラムバシル他
  • 権利者名: 関原明、佐古香織、松井章浩、クーラムバシル他
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-252242
  • 出願年月日: 2016-12-27
• [産業財産権] 植物の耐塩性向上剤 (2016)
  • 発明者名: 関原明、佐古香織、長田裕之、清水猛、平野博之
  • 権利者名: 関原明、佐古香織、長田裕之、清水猛、平野博之
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-193311
  • 出願年月日: 2016-09-30