植物免疫におけるヒストン修飾を介した遺伝子発現の制御

• 研究課題/領域番号: 26291062
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 西條 雄介 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (50587764)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2015年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2014年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
• キーワード: 遺伝子発現制御 / ヒストン修飾 / エピジェネティクス / 植物免疫 / 遺伝子発現 / 植物微生物相互作用 / 植物分子機能 / ゲノム / 植物 / 遺伝子 / 発現制御 / 微生物 / 環境 / プライミング / クロマチン

研究成果の概要

植物は、免疫の活性化後に全身にわたって微弱な二次刺激に対して敏感に応答できるようになる（プライミング）。転写促進的なヒストンH3第4リジンのトリメチル化（H3K4me3）と転写抑制的なH3K27me3がともに重要であることを示した。次にRNA-seq解析によってプライミング標的遺伝子をリスト化し、その大部分がH3K27me3制御因子PRC2に依存することを明らかにした。さらに、H3K4me3・H3K27me3特異的抗体を用いたChIP-seq解析を実施した（現在、データ解析中）。以上により、植物免疫プライミングの成立に果たす両ヒストン修飾の役割やゲノムワイドな動態が初めて明らかになった。

研究成果

• [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)
• [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)
• [雑誌論文] A look at plant immunity through the window of the multitasking coreceptor BAK1. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuda S, Okada K, Saijo Y
  • 雑誌名: Current Opinion in Plant Biology 巻: 38 ページ: 10-18
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2017.04.007
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Host immunity-mediated control of endophytic/symbiotic microbes in plants (2017)
  • 著者名/発表者名: Lee, T.-H., Kitagawa, N., Hiruma, K. and Saijo, Y
  • 雑誌名: Journal of Environmental Biotechnology 巻: 17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Danger peptide receptor signaling in plants ensures basal immunity upon pathogen-induced depletion of BAK1 (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada K, Yamashita-Yamada M, Hirase T, Fujiwara T, Tsuda K, Hiruma K, Saijo Y.
  • 雑誌名: The EMBO Journal 巻: 35 号: 1 ページ: 46-61
  • DOI: 10.15252/embj.201591807
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of sugar transporter activity for antibacterial defense in Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada K, Saijo Y, Nakagami H, Takano Y
  • 雑誌名: Science 巻: 354(6318) 号: 6318 ページ: 1427-1430
  • DOI: 10.1126/science.aah5692
  • NAID: 120005895801
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Epigenetic control of defense signalling and priming in plants (2016)
  • 著者名/発表者名: Espinas, N.A., Saze, H. and Saijo, Y
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 7 ページ: 1201-1201
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] デンジャーシグナル認識にもとづく植物の免疫制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: Saijo Y. and Yamada K.
  • 雑誌名: 日本植物病理学会報 巻: 81 号: 4 ページ: 322-331
  • DOI: 10.3186/jjphytopath.81.322
  • NAID: 130005137525
  • ISSN: 0031-9473, 1882-0484
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] NLR 免疫遺伝子座のACQOS が浸透圧ストレスと生物的ストレス応答のトレードオフを仲介する (2017)
  • 著者名/発表者名: 有賀裕剛，香取拓，土松隆志，平瀬大志，田島由理，KoornneefMaarten，ParkerJane， AlcazarRuben，小林祐理子，井内聖，小林正智，小島美紀子，榊原均，篠崎一雄，坂田洋一，林 隆久，西條雄介，○太治輝昭
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 植物免疫におけるヒストン修飾を介したエピジェネティックな遺伝子発現制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田島由理，Loo P. Eliza，Reimer-Michalski Eva-Maria，Kracher Barbara，Turck Franciska，西條雄介
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Polycomb repressive complex 2 positively regulates systemic defense priming in Arabidopsis thaliana (2016)
  • 著者名/発表者名: Eliza Po-iian Loo, Yuri Tajima, Yusuke Saijo
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia
  • 発表場所: 淡路島夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2016-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] Histone H3 Lysine-4 and -27 methyltransferases influence systemic immunity and priming in Arabidopsis thaliana (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuri Tajima, Eliza P. Loo, Eva-Maria Reimer-Michalski, Barbara Kracher, Franciska Turck, Yusuke Saijo
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia
  • 発表場所: 淡路島夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2016-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] Histone Methylation-mediated Control for Systemic Priming and Resistance in Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: REIMER-MICHALSKI EVA-MARIA，LOO ELIZA PO-IIAN，田島 由理，KRACHER BARBARA，TURCK FRANZISKA，西條 雄介
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 盛岡大学（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] ポリコーム群タンパク質は植物免疫を正に制御する (2016)
  • 著者名/発表者名: 田島 由理，西條 雄介
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 盛岡大学（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] Defense activation and priming upon danger sensing in plant immunity (2015)
  • 著者名/発表者名: Eva-Maria Reimer-Michalski, Barbara Kracher, Franziska Turck, 山田晃嗣、西條雄介
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] Histone methylation-mediated control for defense-related transcriptional reprogramming provides a critical basis for systemic priming and resistance in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: Eva-Maria Reimer-Michalski, Barbara Kracher, Francisca Turck, and Yusuke Saijo
  • 学会等名: IS-MPMI2014
  • 発表場所: ギリシャ・ロドス島
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-10
• [図書] Analysis for protein glycosylation of pattern recognition receptors in plants (Plant Pattern Recognition Recceptors: Methods and Protocols. Libo Shan Ed.) (2017)
  • 著者名/発表者名: Inokuchi, T. and Saijo, Y
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: Springer
• [図書] Methods for Long-Term Stable Storage of Colletotrichum Species (Environmental Responses in Plants, Paula Duque, Ed) (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiruma, K. and Saijo, Y
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: Springer
• [図書] Plant Inoculation with the Fungal Leaf Pathogen Colletotrichum higginsianum (Environmental Responses in Plants, Paula Duque, Ed) (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiruma, K. and Saijo, Y
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: Springer
• [図書] Tracing Plant Defense Responses in Roots upon MAMP/DAMP Treatment (Environmental Responses in Plants, Paula Duque, Ed) (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiruma, K. and Saijo, Y
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: Springer