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細胞周期の進行に伴うヒストン修飾による転写制御

公募研究

研究領域高精細アプローチで迫る転写サイクル機構の統一的理解
研究課題/領域番号 15H01356
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

伊藤 寿朗  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (90517096)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2015年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード発現制御 / 発生・分化 / 細胞周期 / エピジェネティクス
研究実績の概要

本研究は、花幹細胞の増殖を抑制する機能を持つKNU遺伝子のバイオタイマー制御系をモデルとして、細胞周期とヒストン修飾のかかわりを単一細胞レベルで解析すること、KNUの作用機構を明らかにすることを目指して研究を行ってきた。具体的には、KNUによるWUSの転写抑制メカニズムを解明するために、KNUの発現とヒストンの修飾H3K27me3状態の変化を花発生時期特異的にとらえた。その結果、H3K27me3の蓄積よりも先に転写レベルでの抑制が始まっていることを見いだした。すなわち、抑制的ヒストン修飾は抑制状態の維持に必要であるが、転写抑制の開始には他のメカニズムがあることが示唆された。そこで我々はKNUはWUSの活性化に必要な因子の結合阻害の機能を持つとの作業仮説のもと、WUS の既知の活性化因子であるSWI/SNF 複合体であるSPLAYED (SYD)の結合性を調べた。その結果、KNUの誘導後、即座にSYDの結合阻害が確認された。上記の観察にもとづき、KNUによるWUSの二段階の転写抑制機構を提案するための論文を作成し、PNASに投稿した。現在、レフェリーのコメントにもとづき、実験を補足している。また、KNUの誘導タイミングは、修飾ヌクレオソームの数の対数に比例するとの数理モデル解析を検証する昨年度の研究により、発現時期の遅れたものや、まったく発現しなくなるものが得られた。合成生物学的に数理モデルを検証し、細胞周期の進行およびレポーター遺伝子のイメージング解析と組み合わせて解析を進めており、こちらも近々投稿予定である。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 10件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 南京大学(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Analysis of the Arabidopsis superman allelic series and the interactions with other genes demonstrate developmental robustness and joint specification of male-female boundary, flower meristem termination, and carpel compartmentalization.2016

    • 著者名/発表者名
      Breuil-Broyer, S., Trehin, C., Morel, P., Boltz, V., Sun, B., Chambrier, P., Ito, T., Negrutiu, I.
    • 雑誌名

      Annals of Botany

      巻: -

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamics of H3K27me3 methylation and demethylation in plant development2015

    • 著者名/発表者名
      Gan, E-S., Xu, Y., and Ito, T.
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 10 号: 9 ページ: e1027851-e1027851

    • DOI

      10.1080/15592324.2015.1027851

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Regulation of Floral Stem Cell Termination in Arabidopsis2015

    • 著者名/発表者名
      Sun, B. and Ito, T.
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science,

      巻: 6 ページ: 17-17

    • DOI

      10.3389/fpls.2015.00017

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Co-ordination of flower development through epigenetic regulation in two model species: rice and Arabidopsis.2015

    • 著者名/発表者名
      Guo, S, Sun, B., Looi, L-S., Xu, Y., Gan, E-S., Huang, J. and Ito, T.
    • 雑誌名

      Plant Cell & Physiology,

      巻: 56 号: 5 ページ: 830-842

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv037

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Bio-timer controlling terminal differentiation of floral stem cells2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      International Plant Meeting in Kyoto 2016
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 花幹細胞の終末分化における細胞周期制御2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      National Institute for Basic Biology, invited seminar, 基生研研究会 「細胞分化を誘導する細胞周期制御システム」
    • 発表場所
      基礎生物学研究所(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-step termination of floral stem cells2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      CSRS Yokohama Seminar Series
    • 発表場所
      理化学研究所(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-10-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Why are flowers ephemeral?- epigenetic research of floral stem cells aiming for sustainable food production2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      Nagahama Institute of Bio-science and Technology seminar
    • 発表場所
      長浜バイオ大学(滋賀県長浜市)
    • 年月日
      2016-07-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Epigenetic-mediated heat response in Arabidopsis2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      ICAR2016KOREA
    • 発表場所
      韓国慶州市
    • 年月日
      2016-06-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multistep termination of floral stem cell activities.2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      International Conference on Plant Meristem Biology (Meristem 2016)
    • 発表場所
      中国山東省泰安市
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Epigenetic processor to coordinate growth and differentiation in ever-changing environment2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Ito
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Biology & Biotechnology (ICMBB) in conjunction with the 23rd MSMBB Scientific Meeting
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      2016-03-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spatiotemporal-specific Regulation of Floral Stem Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Ito
    • 学会等名
      Keystone Symposia on Plant Epigenetics: From Genotype to Phenotype
    • 発表場所
      New Mexico, USA
    • 年月日
      2016-02-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An epigenetic processor to coordinate growth and differentiation of floral stem cells2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-step regulation of floral stem cells2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所研究会「植物の生殖成長期の発生を制御する分子機構」
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 花の形づくりを決める遺伝子ネットワーク2017

    • 著者名/発表者名
      角谷 侑香, 山口 暢俊, 伊藤 寿朗
    • 出版者
      日本農芸化学会 化学と生物
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] はかなくて強い幹細胞2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 出版者
      読売新聞
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 伊藤研究室ホームページ

    • URL

      http://monnbudaigaku.com/tokyo/kakenhi/seika

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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