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植物ホルモンによるクロマチン構造とゲノム恒常性の制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 20K15770
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43050:ゲノム生物学関連
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

安喜 史織  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (50747946)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード植物ホルモン / ゲノム恒常性 / クロマチン構造 / ヒストン修飾
研究開始時の研究の概要

生命の設計図であるゲノムDNAを安定的に保つことは生物にとって非常に重要である。植物はDNA損傷を誘発するようなストレスから逃れることができないため、ゲノム安定性を維持する機構はなおさら重要である。しかし、植物ゲノムを損傷から守る、恒常的な仕組みの理解は進んでいない。本研究では「植物ホルモンの一種であるオーキシンがクロマチン構造を制御することによりゲノム恒常性を維持する」という仮説を立て、その検証を行うことにより、ホルモンによるゲノム安定性制御という新たな概念を提示することを目標とする。

研究成果の概要

植物はDNA損傷を誘発するようなストレスから逃れることができないため、ゲノム安定性を維持する機構は重要であるが、植物ゲノムを損傷から守る恒常的な仕組みの理解は進んでいない。本研究では「植物ホルモンの一種であるオーキシンがクロマチン構造を制御することによりゲノム恒常性を維持する」という仮説を立て、その検証を行うことにより、ホルモンによるゲノム安定性制御という新たな概念を提示することを目標とした。本研究では、当初着目していたクロマチン制御因子と協調的に働くヒストン修飾因子の制御にオーキシンが関与することを見出し、オーキシンによりこの因子のタンパク質安定性が増すことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、植物ホルモンの一つであるオーキシンがどのように植物のゲノムDNAを損傷から守るのか、その機構を解き明かすべく解析を行った。これまで植物ホルモンによるクロマチン構造の制御に関しては、ほとんどのケースで転写制御機構の一部として研究されてきたため、本研究のようにオーキシンがクロマチン構造そのものを制御することに着目した研究はほどんどない。オーキシンは植物の発生や成長制御において非常に重要なホルモンであるため、本研究により、オーキシンがもつクロマチン構造制御における機能の一端が明らかになったことで、これまでの植物発生研究で得られた知見を見直す契機となると期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] R2R3-MYB transcription factor GEMMA CUP-ASSOCIATED MYB1 mediates the cytokinin signal to achieve proper organ development in Marchantia polymorpha2022

    • 著者名/発表者名
      Aki Shiori S.、Morimoto Tomoyo、Ohnishi Taiki、Oda Ayumi、Kato Hirotaka、Ishizaki Kimitsune、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Umeda Masaaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 21123-21123

    • DOI

      10.1038/s41598-022-25684-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SAP130 and CSN1 interact and regulate male gametogenesis in Arabidopsis thaliana2021

    • 著者名/発表者名
      Aki Shiori S.、Yura Kei、Aoyama Takashi、Tsuge Tomohiko
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 134 号: 2 ページ: 279-289

    • DOI

      10.1007/s10265-021-01260-0

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of the Plant Cell Cycle in Response to Hormones and the Environment2021

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

      Annual Review of Plant Biology

      巻: 72 号: 1 ページ: 72-78

    • DOI

      10.1146/annurev-arplant-080720-103739

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Control of DNA replication by histone methyltransferases ATXR5 and ATXR6 in Arabidopsis thaliana2023

    • 著者名/発表者名
      Moo Kar Yee, Akiko Masada, Haruka Manabe, Hirotomo Takatsuka, Shiori S Aki, Masaaki Umeda
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of the cell cycle regulators WEE1 and CDC25 in Marchantia polymorpha2023

    • 著者名/発表者名
      小田 歩美, 安喜 史織, 西浜 竜一, 梅田 正明
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Mechanisms of endocycle induction by controlling histone methylation2023

    • 著者名/発表者名
      賀 鐘寛, 正田 晃子, ムー カーイー, 岩田 悠暉, 安喜 史織, 梅田 正明
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] オーキシンによるゲノム恒常性維持機構2022

    • 著者名/発表者名
      安喜 史織、梅田 正明
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Proteolysis of histone methyltransferases controls cell cycle progression in Arabidopsis2022

    • 著者名/発表者名
      Moo Kar Yee, Akiko Masada, Haruka Manabe, Hirotomo Takatsuka, Shiori S Aki, Masaaki Umeda
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Chromatin-level regulation of endoreplication onset2021

    • 著者名/発表者名
      Hirotomo Takatsuka, Shiori S. Aki, Masaaki Umeda
    • 学会等名
      31st INTERNATIONAL CONFERENCE ON ARABIDOPSIS RESEARCH
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ゼニゴケにおける CELL DIVISION CYCLE 25 の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      小田 歩美、安喜 史織、西浜 竜一、河内 孝之、梅田 正明
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 花粉形成における COP9 シグナロソームの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      安喜 史織、由良 敬、青山 卓史、柘植 知彦
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] オーキシンを介したヘテロクロマチン形成の制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      安喜 史織、梅田 正明
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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