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DNA倍加誘導の分子メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03965
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用分子細胞生物学
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

梅田 正明  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80221810)

研究分担者 高塚 大知  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (70633452)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードクロマチン / 細胞周期 / 植物ホルモン / DNA倍加 / エピジェネティクス / ヒストン修飾
研究成果の概要

DNA倍加は一つ一つの細胞の中でDNA量が倍々に増える現象であり、多くの植物において細胞の肥大化、ひいては器官の巨大化をもたらす。以前の研究で、DNA倍加は細胞周期進行の阻害により引き起こされると考えられていたが、最近の我々の研究により、クロマチン構造制御もDNA倍加誘導に重要であることが明らかになった。そこで、本研究では、DNA倍加を誘導するクロマチン構造の制御要因について解析したところ、植物ホルモンのオーキシンを介したヘテロクロマチン構造の制御が重要な役割をもつことが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

DNA倍加誘導は、これまで育種分野で倍数体を作出する際に多く利用されてきた。この際は細胞分裂の阻害剤がよく用いられるが、一過的処理に止めないと細胞分裂を恒常的に阻害し、植物の成長も阻害してしまうことになる。本研究で明らかになったクロマチン構造を制御する鍵因子をターゲットとした分子育種、あるいは薬剤開発を進めれば、このような細胞分裂に対する阻害的影響を排除できるため、より高効率かつ高度なDNA倍加誘導を期待でき、植物バイオマスの増産や食糧の安定的供給に貢献できると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Gregor Mendel Institute(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Gregor Mendel Institute(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A regulatory module controlling stress-induced cell cycle arrest in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Naoki、Ogita Nobuo、Takahashi Tomonobu、Taniguchi Shoji、Tanaka Maho、Seki Motoaki、Umeda Masaaki
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 8

    • DOI

      10.7554/elife.43944

    • NAID

      120006619181

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ABA inhibits root cell elongation through repressing the cytokinin signaling2019

    • 著者名/発表者名
      Takatsuka Hirotomo、Umeda Masaaki
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 14 号: 3 ページ: e1578632-e1578632

    • DOI

      10.1080/15592324.2019.1578632

    • NAID

      120006731888

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gap 2 phase: making the fundamental decision to divide or not2019

    • 著者名/発表者名
      Umeda Masaaki、Aki Shiori S、Takahashi Naoki
    • 雑誌名

      Current Opinion in Plant Biology

      巻: 51 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.pbi.2019.03.001

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Actin reorganization triggers rapid cell elongation in roots2018

    • 著者名/発表者名
      Takatsuka Hirotomo、Higaki Takumi、Umeda Masaaki
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 178 号: 3 ページ: 1130-1141

    • DOI

      10.1104/pp.18.00557

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identifying the target genes of SUPPRESSOR OF GAMMA RESPONSE 1, a master transcription factor controlling DNA damage response in Arabidopsis.2018

    • 著者名/発表者名
      Ogita N, Okushima Y, Tokizawa M, Yamamoto YY, Tanaka M, Seki M, Makita Y, Matsui M, Okamoto-Yoshiyama K, Sakamoto T, Kurata T, Hiruma K, Saijo Y, Takahashi N, Umeda M.
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: - 号: 3 ページ: 439-453

    • DOI

      10.1111/tpj.13866

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Arabidopsis R1R2R3-Myb proteins are essential for inhibiting cell division in response to DNA damage2017

    • 著者名/発表者名
      Chen Poyu、Takatsuka Hirotomo、Takahashi Naoki、Kurata Rie、Fukao Yoichiro、Kobayashi Kosuke、Ito Masaki、Umeda Masaaki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 635-635

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00676-4

    • NAID

      120006354238

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 細胞周期制御におけるヒストンメチル化酵素ARABIDOPSIS TRITHORAX-RELATED5/6の役割2020

    • 著者名/発表者名
      真鍋はるか、高塚大知、梅田正明
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DNA倍加を誘導する新規なエピジェネティック制御系の解析2019

    • 著者名/発表者名
      高塚大知、梅田正明
    • 学会等名
      第37回日本植物細胞分子生物学会(京都)大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DNA 倍加の開始におけるヒストンメチル化の制御2019

    • 著者名/発表者名
      高塚大知、梅田正明
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イネの細胞周期進行におけるヒストンメチル化の役割2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木信一朗、高塚大知、梅田正明
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of high-biomass plants by induction of DNA polyploidization2018

    • 著者名/発表者名
      梅田正明
    • 学会等名
      International Conference on Biochemistry, Molecular Biology and Biotechnology 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Control of chromatin structure along differentiation trajectories2018

    • 著者名/発表者名
      高塚大知、梅田正明
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クロマチン構造制御によるDNA 倍加誘導2017

    • 著者名/発表者名
      高塚大知、梅田正明
    • 学会等名
      第35回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 植物成長制御研究室ホームページ

    • URL

      https://bsw3.naist.jp/umeda/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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