| 研究領域 | 植物の生命力を支える多能性幹細胞の基盤原理 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H04879
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
柴田 淳史 群馬大学, 未来先端研究機構, 准教授 (30707633)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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| キーワード | DNA修復 / 幹細胞 / クロマチン / DNA損傷 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物幹細胞は多能性の維持において独自のゲノム制御システムを有している。植物幹細胞はDNA損傷に対して高感受性を示すが、細胞死に至るまでのシグナル応答は多くが未解明である。これまでの研究から、植物幹細胞が DNA 損傷を受けた場合、オーキシン発現量の低下に伴うクロマチン弛緩が生じることが明らかになりつつある。本研究では、動物細胞を植物研究のモデル生物として用い、幹細胞における DNA損傷発生、修復経路、そして細胞死までの分子機構を解明することで、動植物幹細胞ゲノム維持機構の共有性と独自性の統合的理解に迫る。
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| 研究実績の概要 |
植物幹細胞は多能性の維持において独自のゲノム制御システムを有している。植物幹細はDNA損傷に対して高感受性を示すが、細胞死に至るまでのシグナル応答は多くが未解明である。これまでの研究から、植物幹細胞がDNA損傷を受けた場合、オーキシン発現量の低下に伴うクロマチン弛緩が生じることが明らかになりつつある。本研究では、動物細胞を植物研究のモデル生物として用い、幹細胞におけるDNA損傷発生、修復経路、そして細胞死までの分子機構を解明することで、動植物幹細胞ゲノム維持機構の共有性と独自性の統合的理解に迫る。本年度は、細胞の運命を左右する重篤なDNA損傷の一つであるDNA二本鎖切断（DSB)後の損傷応答に着目し、DSB誘導後のクロマチン構造変化とDSBマーカーの局在性を、超高解像度蛍光顕微鏡3D-SIMを用いて解析した。また、DSB発生時の核内クロマチン弛緩状態をモニターするため、部位特異的DSB誘導系であるAsiSIアッセイを構築し、ATAC-seqを行った。これらの結果から、DSB部位の近傍のみにおいてクロマチンが弛緩し、遠位では複数のヌクレオソームが構築するナノドメインの配置変化が起こることを見出した。さらに、DSB後のクロマチン構造変換に影響を及ぼす分子機構を解明すべく、DNA損傷後の遺伝子発現をRNA-seqによるトランスクリプトーム解析を行った結果、分化した細胞ではCAF-1，HP-1，KAP-1の顕著な低下が認められたことから、遺伝子発現レベルでのクロマチン構造制御が行われている可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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