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非コード転写とエピゲノムによる植物の環境応答制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K23565
補助金の研究課題番号 22H02299 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分38060:応用分子細胞生物学関連
研究機関東京大学

研究代表者

稲垣 宗一  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (00597883)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2024年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2023年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードエピゲノム / 非コード転写 / 植物 / 環境応答 / 転写制御 / 非コードRNA
研究開始時の研究の概要

本研究では、様々な環境におかれた植物における、アンチセンス非コード転写に駆動されるエピゲノム制御が果たす役割を明らかにする。さらに遺伝学的アプローチにより、本メカニズムに関与する遺伝子群を同定し、その分子基盤を明らかにする。本研究の期待される成果は植物のゲノム・エピゲノム制御の重要な側面としての環境応答への貢献を明らかにし、非コード転写とエピゲノムを介した高次生命現象制御の理解を深める。

研究実績の概要

非コード転写に駆動されるエピゲノム制御のメカニズムと意義を探るために、主に2つの研究を進めた。1つは、シロイヌナズナのfld変異体で起きるFLC遺伝子の高発現と開花の遅延を抑圧する新規変異体の探索で、次世代シークエンサーを用いた連鎖解析により10以上の変異体について候補原因遺伝子を同定した。これらにはクロマチン制御に関連すると考えられる遺伝子が多く含まれ、H3K4モノメチル化と転写をつなぐ新規クロマチン因子候補を多数同定できたといえる。もう一つは、非コード転写産物を新規に同定するために、クロマチンに結合したRNAを網羅的に同定する試みで、ロングリードシークエンサーを用いる方法を確立することができた。さらに、H3K4メチル化・脱メチル化制御の解析を進め、転写共役的なH3K4メチル化制御機構を同定し、論文として公表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

非コード転写とエピゲノムをつなぐ多数の新規クロマチン制御因子候補を順遺伝学的手法と次世代シークエンサーを用いた連鎖解析により同定することができた。このことは、本研究の目的達成にとって非常に重要な成果であるといえる。

今後の研究の推進方策

同定した原因遺伝子候補の確定を進めるとともに、これらの機能解析を進める。また、新規非コード転写産物の同定のため、さまざまな環境に晒した植物におけるクロマチン結合RNAシークエンス解析を進める。

報告書

(1件)
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Cotranscriptional demethylation induces global loss of H3K4me2 from active genes in Arabidopsis2023

    • 著者名/発表者名
      Mori Shusei、Oya Satoyo、Takahashi Mayumi、Takashima Kazuya、Inagaki Soichi、Kakutani Tetsuji
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2023.02.17.528985

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transcription-coupled and epigenome-encoded mechanisms direct H3K4 methylation2022

    • 著者名/発表者名
      Oya S, Takahashi M, Takashima K, Kakutani T, Inagaki S
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 4521-4521

    • DOI

      10.1038/s41467-022-32165-8

    • 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] Tandemly repeated genes promote RNAi-mediated heterochromatin formation via an antisilencing factor, Epe1, in fission yeast2022

    • 著者名/発表者名
      Asanuma T, Inagaki S, Kakutani T, Aburatani H, Murakami Y
    • 雑誌名

      Genes & Development

      巻: 36 号: 21-24 ページ: 1145-1159

    • DOI

      10.1101/gad.350129.122

    • 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] Local induction of IAA5 and IAA29 promotes DNA damage-triggered stem cell death in Arabidopsis roots2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Naoki、Ogita Nobuo、Koike Toshiya、Nishimura Kohei、Inagaki Soichi、Umeda Masaaki
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2022.09.02.506394

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 窒素応答性花成制御に関わる転写因子FBH4の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      眞木美帆,Van Quoc Giang,久保晃生,佐藤靖武,稲垣宗一,高木純平,佐藤長緒
    • 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] 維管束幹細胞の分裂と分化を制御するサイトカイニンの機能と動態2022

    • 著者名/発表者名
      島津 舜治, ヌラニ・アリフ・ミーム, 森 秀世, 山田 一貴, 柴田 恭美, 古谷 朋之, 伊藤(大橋) 恭子, 石崎 公庸, 深城 英弘, 朝比奈 雅志, 稲垣 宗一, 角谷 徹二, 福田 裕穂, 近藤 侑貴
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 維管束幹細胞の分裂と分化を制御する一過的サイトカイニン応答2022

    • 著者名/発表者名
      島津 舜治, 森 秀世, 山田 一貴, 柴田 恭美, 古谷 朋之, 伊藤(大橋) 恭子, 深城 英弘, 朝比奈 雅志, 稲垣 宗一, 角谷 徹二, 福田 裕穂, 近藤 侑貴
    • 学会等名
      植物化学調節学会第57回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける転写と共役した遺伝子内H3K4メチル化の脱メチル化機構2022

    • 著者名/発表者名
      森秀世, 大矢恵代, 稲垣宗一, 角谷徹仁
    • 学会等名
      第15回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] RNAポリメラーゼIICTDのリン酸化を介した新奇転写共役的H3K4me2脱メチル化機構2022

    • 著者名/発表者名
      森秀世, 大矢恵代, 稲垣宗一, 角谷徹仁
    • 学会等名
      日本遺伝学会第94回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Co-transcriptional removal of H3K4me2 via targeting of demethylase to phosphorylated RNA polymerase II2022

    • 著者名/発表者名
      Shusei Mori, Satoyo Oya, Soichi Inagaki, Tetsuji Kakutani
    • 学会等名
      Integrative epigenetics in plants, CSHA
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comprehensive analyses of rules behind chromatin targeting of H3K4 methyltransferases2022

    • 著者名/発表者名
      Satoyo Oya, Tetsuji Kakutani, Takumi Noyori, Soichi Inagaki
    • 学会等名
      Integrative epigenetics in plants, CSHA
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-08-08  

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