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植物における遺伝子発現のエピジェネティック制御系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17658002
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 育種学
研究機関北海道大学

研究代表者

金澤 章  北海道大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (30281794)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード植物 / 遺伝子発現 / エピジェネティックス / メチル化 / 転写 / ジーンサイレンシング / TGS / エピジェネティック / プロモーター
研究概要

本研究では、二本鎖RNA分子が、植物のゲノムDNAに対して配列特異的なメチル化ならびに転写不活性化を誘導することを利用してエピジェネティックな転写不活性化(TGS)の系を確立すること、ならびに、その不活性化状態の維持機構を解明することを目的として研究を行った。CaMV 35Sプロモーターにより転写制御されるカルコーン合成酵素遺伝子を導入することで花色の変化を誘導した形質転換ペチュニアを用いた研究により、外来遺伝子がTGSを受けるためには、プロモーター近位配列が高い頻度でメチル化を受けることが関連していることを明らかにしていた。本年度は、外来遺伝子が転写不活性化されているペチュニア植物体に対して、DNAメチル化の阻害剤5-アザシチジンによる処理を行うことにより、TGSが解除されるか否か、また、その際にメチル化の程度、および、特定の領域の脱メチル化がTGSに影響を及ぼすか否かを検討した。その結果、TGSは部分的に解除され、その際に、転写開始点の上流約300 bpの領域においてメチル化の程度が低下した。同様な効果は、ヒストン脱アセチル化阻害剤として知られるトリコスタチンAによる処理によっても得られた。この実験と並行して行った、ウイルスベクターを用いてプロモーター領域に対する二本鎖RNAを産生し、その機能によるエピジェネティックな変化を誘導する実験により、このプロモーター領域の全域のメチル化はTGSに必ずしも必要な条件ではないが、部分的にメチル化が誘導されることがTGSと密接に関連することを見出した。以上の研究から得られた知見を総合し、高い効率でTGSを誘導するため、ならびに、それを維持するためには、このプロモーターの転写開始点から約300 bp上流の領域の一部に対して高い頻度でメチル化が誘導されることが必要であり、この領域全体にわたって高いメチル化が存在することは、世代を越えて安定にTGSの状態が伝達されるために十分な条件であるという結論を得た。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The binding of nuclear factors to the as-l element in the CaMV 35S promoter is affected by cytosine methylation in vitro.2007

    • 著者名/発表者名
      Akira Kanazawa
    • 雑誌名

      Plant Biol. 9

      ページ: 435-441

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epigenetic inactivation of chalcone synthase-A transgene transcription in petunia leads to a reversion of the post-transcriptional gene silencing phenotype.2007

    • 著者名/発表者名
      Akira Kanazawa
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 48

      ページ: 638-647

    • NAID

      10027001653

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional analysis of soybean genes involved in flavonoid biosynthesis by virus-induced gene silencing.2007

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Nagamatsu
    • 雑誌名

      Plant Biotechnol. J. 5

      ページ: 778-790

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The binding of nuclear factors to the as-1 element in the CaMV 35S promoter is affected by cytosine methylation in vitro.2007

    • 著者名/発表者名
      Akira Kanazawa
    • 雑誌名

      Plant Biol. 9(in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Epigenetic inactivation of chalcone synthase-A transgene transcription in petunia leads to a reversion of the post-transcriptional gene silencing phenotype.2007

    • 著者名/発表者名
      Akira Kanazawa
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 48(in press)

    • NAID

      10027001653

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Gene expression and genetic mapping analyses of a perennial ryegrass glycine-rich RNA-binding protein gene suggest a role in cold adaptation.2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Shinozuka
    • 雑誌名

      Mol. Genet. Genomics 275

      ページ: 399-408

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The regulatory function of the upstream sequence of the β-conglycinin α subunit gene in seed-specific transcription is associated with the presence of the RY sequence.2006

    • 著者名/発表者名
      Michiko Yoshino
    • 雑誌名

      Genes Genet. Syst. 81

      ページ: 135-141

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Rapid induction of transcriptional and post-transcriptional gene silencing using a novel Cucumber mosaic virus vector.2006

    • 著者名/発表者名
      Shungo Otagaki
    • 雑誌名

      Plant Biotechnol. 23

      ページ: 259-265

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Gene expression and genetic mapping analyses of a perennial ryegrass glycine-rich RNA-binding protein gene suggest a role in cold adaptation.2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Shinozuka
    • 雑誌名

      Mol. Genet. Genomics In press

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The regulatory function of the upstream sequence of the β-conglycinin a subunit gene in seed-specific transcription is associated with the presence of the RY sequence.2006

    • 著者名/発表者名
      Michiko Yoshino
    • 雑誌名

      Genes Genet. Syst. In press

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Rapid induction of transcriptional and post-transcriptional gene silencing using a novel Cucumber mosaic virus vector.2006

    • 著者名/発表者名
      Shungo Otagaki
    • 雑誌名

      Plant Biotechnol. In press

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular analysis and physicochemical properties of electrophoretic variants of wild soybean Glycine soja storage proteins.2005

    • 著者名/発表者名
      Takako Fukuda
    • 雑誌名

      J.Agric.Food Chem. 53

      ページ: 3658-3665

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The star-type color pattern in Petunia hybrida‘Red Star' flowers is induced by the sequence-specific degradation of the chalcone synthase RNA.2005

    • 著者名/発表者名
      Maiko Koseki
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 46

      ページ: 1879-1883

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Virus-induced gene silencingを利用したダイズ種子におけるフラボノイド成分の量的改変2008

    • 著者名/発表者名
      金澤 章
    • 学会等名
      日本育種学会第113回講演会
    • 発表場所
      川崎市 明治大学
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] RNA-directed DNA methylationのトリガーとなるプロモーター領域の長さと外来性遺伝子の効率的な転写不活性化誘導の関連性2008

    • 著者名/発表者名
      太田垣駿吾
    • 学会等名
      第49回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      札幌市 札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2008-03-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 花色の変化に現れる配列特異的RNA分解とエピジェネティックな転写抑制2007

    • 著者名/発表者名
      金澤 章
    • 学会等名
      日本分子生物学会第30回年会
    • 発表場所
      横浜市 パシフィコ横浜
    • 年月日
      2007-12-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 植物におけるウイルスベクターを介した外来性プロモーターのメチル化の誘導効率の違いが転写活性に及ぼす影響2007

    • 著者名/発表者名
      太田垣駿吾
    • 学会等名
      日本分子生物学会第30回年会
    • 発表場所
      横浜市 パシフィコ横浜
    • 年月日
      2007-12-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Virus-induced・gene silencingを利用したダイズにおけるフラボノイドの生合成に関わる遺伝子の機能解析と組成の改変2007

    • 著者名/発表者名
      永松 敦
    • 学会等名
      日本分子生物学会第30回年会
    • 発表場所
      横浜市 パシフィコ横浜
    • 年月日
      2007-12-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ダイズにおいてF3'H mRNA蓄積量が毛茸の着色に関与する2007

    • 著者名/発表者名
      永松 敦
    • 学会等名
      札幌農林学会平成19年度大会
    • 発表場所
      札幌市 北海道大学
    • 年月日
      2007-12-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ダイズ種子貯蔵タンパク質β-コングリシニンαサブユニット遺伝子プロモーターの形質転換シロイヌナズナにおける時間的・空間的な発現制御2007

    • 著者名/発表者名
      井元 勇介
    • 学会等名
      札幌農林学会平成19年度大会
    • 発表場所
      札幌市 北海道大学
    • 年月日
      2007-12-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] キュウリモザイクウイルスベクターを用いたペチュニアの内在性遺伝子プロモーターへのメチル化誘導2007

    • 著者名/発表者名
      稲場純一
    • 学会等名
      日本植物病理学会北海道部会
    • 発表場所
      札幌市 北海道大学
    • 年月日
      2007-10-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Virus-induced gene sliencingを利用したダイズフラボノイド生合成の改変2007

    • 著者名/発表者名
      永松 敦
    • 学会等名
      日本育種学会第ll2回講演会
    • 発表場所
      鶴岡市 山形大学
    • 年月日
      2007-09-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ペチュニアCHS-A遺伝子の過剰転写によるPTGSの誘導とエピジェネティックな転写抑制によるPTGSからの復帰2007

    • 著者名/発表者名
      金澤 章
    • 学会等名
      日本遺伝学会第79回大会
    • 発表場所
      岡山市 岡山大学
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 植物育種学辞典2005

    • 著者名/発表者名
      日本育種学会編
    • 総ページ数
      785
    • 出版者
      日本育種学会
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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