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植物のDNA倍加誘導におけるエピジェネティック制御メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K15415
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
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

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)

研究協力者 梅田 正明  
長岐 清孝  
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード細胞周期 / 細胞分裂 / DNA倍加 / 細胞成長 / 細胞骨格 / クロマチン / エピジェネティクス / DNA複製 / エピエジェネティクス / エピジェネティックス / クロマチン構造
研究成果の概要

研究代表者は、G2期にクロマチン緩和することが「有糸分裂」から「DNA倍加」への移行に必須であることを見出している。本研究で、研究代表者は、G2期進行の中心的因子であるCDKB1がヘテロクロマチンを凝縮する働きを持つことを見出した。更に、CDKB1に制御され、ヘテロクロマチン化を促進する因子の同定を進めた結果、当初予想していたATXR6でなく、CAF-1複合体の構成因子であるFAS1とFAS2がCDKB1によってリン酸化されることを見出した。これらの結果より、CDKB1-CAF-1経路が存在し、ヘテロクロマチン化を促進することで分裂からDNA倍加への移行を阻害する可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞が分裂せず、DNA複製のみを繰り返す「DNA倍加」は細胞・器官サイズの増大をもたらすため、植物バイオマスの重要な原動力である。しかし、「分裂を続けるか」「DNA倍加して細胞を巨大化させるか」を植物がどのように選択しているかは未だ明らかになっていない。本研究で、研究代表者は、「CDKB1」というリン酸化酵素が特定の基質をリン酸化することで、「分裂をするか」「DNA倍加を始めるか」を決めている可能性を明らかにした。今後、更にこの関係性を詳細に解析することで、植物の成長を自在にコントロールできる可能性が期待される。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [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
      2018 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
  • [学会発表] Atrichoblast epidermal cells elongate with polarity in Arabidopsis roots2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotomo Takatsuka and Masaaki Umeda
    • 学会等名
      International Plant Molecular Biology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Chromatin Structures along Differentiation Trajectories2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotomo Takatsuka and Masaaki Umeda
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「植物ホルモンによるクロマチン構造変化を介したゲノム恒常性維持機構」2018

    • 著者名/発表者名
      安喜史織、Aida Nazlyn Binti Nazari、髙橋直紀、高塚大知、梅田正明
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 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
      植物細胞分子生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Roles of epigenetic regulation in inducing endoreplication in plants2017

    • 著者名/発表者名
      Hirotomo Takatsuka and Masaaki Umeda
    • 学会等名
      Plant Organ Growth Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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