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環境変動によるヒストン修飾を介した植物ゲノムの位相転換

公募研究

研究領域ゲノム・遺伝子相関:新しい遺伝学分野の創成
研究課題/領域番号 24113523
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
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

金 鍾明  独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (90415141)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013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)
2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードエピジェネティクス / 植物ゲノム / トランスポゾン / 進化 / クロマチン / ゲノム制御
研究概要

本研究では、シロイヌナズナを用いて、環境変動に呼応した植物ゲノムのクロマチン動態とその構造変化を解析するとともに、脱アセチル化酵素Hda6の機能に焦点を当てることで、「環境変動による植物ゲノムの位相転換」の様態を明らかにすることを大きな目的としている。
そこでまず、ChIP-on-chip法およびChIp-chip法を用いて、定常状態での野生型株およびhda6変異株のエピジェネティック状態について調べたところ、これまでに明らかにしているGypsyおよびLINEに属するレトロトランスポゾン群を間接的にHDA6がゲノムワイドに抑制していた。また、hda6変異株と野生株に対して、抗Hda6特異抗体および抗アセチル化ヒストン抗体を用いたクロマチン免疫沈降実験とFISH解析の結果から、シロイヌナズナHda6はGypsyおよびLINEに属するレトロトランスポゾン群を間接的に抑制することによって、染色体ペリセントロメア領域のヘテロクロマチン構造維持に機能することが示された。
さらに、Hda6はCOPIAタイプのレトロトランスポゾン群をゲノムワイドに直接抑制することによって、世代経過に伴うゲノムの異常増大を抑制する働きがあることを示唆する結果を得た。
これらの結果は、Hda6制御下にあるシロイヌナズナのゲノム高次構造維持機構が、トランスポゾン群の発現制御およびエピゲノム解析等を通して、進化に伴う植物ゲノムのサイズ増大化を解明する上で非常に興味深い知見となった。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Epigenetic regulation of gene responsiveness in Arabidopsis2014

    • 著者名/発表者名
      To T.K. and Kim J.M.
    • 雑誌名

      Frontiers in PLANT SCIENCE

      巻: 4 ページ: 548-548

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] HDA6, an epigenetic integrator in Arabidopsis2014

    • 著者名/発表者名
      Kim J.M., To T.K. and Seki M.
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会 シンポジウム An international symposium “Plant Epigenetics”
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物のエピジェネティクス研究で砂漠を緑化できるかも!?2013

    • 著者名/発表者名
      金 鍾明
    • 学会等名
      京都産業大学 バイオフォーラム
    • 発表場所
      京都産業大学 生命資源環境学部
    • 年月日
      2013-01-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] エピジェネティクスで紐解けるか? ゲノム進化と環境適応2012

    • 著者名/発表者名
      金 鍾明
    • 学会等名
      長崎大学 水産学部  セミナー
    • 発表場所
      長崎大学 水産学部
    • 年月日
      2012-12-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物のゲノム構造と新規環境ストレス応答機構を制御するエピジェネティック因子2012

    • 著者名/発表者名
      金 鍾明
    • 学会等名
      岡山大学 資源植物科学研究所 特別セミナー
    • 発表場所
      岡山大学 資源植物科学研究所
    • 年月日
      2012-08-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナヒストン脱アセチル化酵素HDA6は植物ゲノム構造の維持に機能する2012

    • 著者名/発表者名
      金 鍾明
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所 特別セミナー
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所
    • 年月日
      2012-08-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] “植物のゲノム維持に関わるエピジェネティック因子”

    • 著者名/発表者名
      金 鍾明
    • 学会等名
      慶応義塾大学 バイオセミナー
    • 発表場所
      慶応義塾大学 鶴岡キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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