胚乳発生過程におけるゲノム障壁の解析

2010 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 植物の生殖におけるゲノム障壁成果分析
• 研究課題/領域番号: 18075010
• 研究種目: 特定領域研究
• 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 (2007-2010); 国立遺伝学研究所 (2006)
• 研究代表者: 木下 哲 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 特任准教授 (60342630)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2010
• キーワード: 生殖 / エピジェネティクス / 胚乳 / DNA メチル化 / ゲノム障壁 / シロイヌナズナ

研究概要

多くの被子植物において、胚乳発生異常が原因で種間の生殖隔離が生じることが知られている。我々は、胚乳におけるゲノム障壁(生殖隔離)の原因にゲノムインプリンティングが介在していると考え(GGS 2007)、シロイヌナズナを用いたその制御機構の解析と、イネ属種間交雑を用いてその検証をおこなった。その結果、制御機構としてはFACT ヒストンシャペロンの構成因子のSSRP1 がインプリンティングとDNA 脱メチル化に必要であることを示し(Dev. Cell 2011)種間交雑では、インプリントされた構成因子をもつポリコーム複合体が関与しているだろうという仮説を考える様々な根拠を得た(Plant J. 2011)。

研究成果

• [雑誌論文] HMG domain containing SSRP1 is required for DNA demethylation and genomic imprinting in Arabidopsis Dev (2011)
  • 著者名/発表者名: Ikeda,Y., Kinoshita, Y., Susaki, D., Ikeda, Y., Iwano, M., Takayama, S., Higashiyama, T., Kakutani, T., and Kinoshita, T.
  • 巻: Cell 13
  • ページ: 589-596
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rice interspecies hybrids show precocious or delayed developmental transitions in the endosperm without change to the rate of syncytial nuclear division (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, R., Ohnishi, T., Kinoshita, Y., Eiguchi, M., Kurata, N., Kinoshita, T.
  • 雑誌名: Plant J 巻: 65 ページ: 798-806
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epigenetic programming; The challenge to speceis hybridization (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, R.,and Kinoshita, T.
  • 雑誌名: Moleculra Plant 巻: 2 ページ: 589-599
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA demethylation: a lesson from the garden (2009)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, Y., and Kinoshita, T.
  • 雑誌名: Chromosoma 巻: 118 ページ: 37-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution and control of imprinted FWA genes in the genus Apabidopsis (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto, R., Kinoshita, Y., Kawabe, A., Kinoshita, T., Takashima, K., Nordborg, M., Masrallah, ME., Shimizu, KK., Kudoh, H., and Kakutani, T.
  • 雑誌名: Plos Genetics 巻: 4 ページ: e100048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genomic Imprinting: A balance between antagonistic roles of parental chromosomes (2008)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, T., Ikeda, Y., and Ishikawa, R.
  • 雑誌名: Seminars in Cell and Dev 巻: Biol.19 ページ: 574-579
  • 査読あり
• [雑誌論文] MATERNALLY EXPRESSED PAB C-TERMINAL, a Novel Imprinted Gene in Arabidopsis, Encodes the Conserved C-Terminal Domain of Polyadenylate Bindeing Proteins (2008)
  • 著者名/発表者名: Tiwari, S., Schulz, R., Ikeda, Y., Dytham, L., Bravo, J., Mathers, L., Spielman, M., Guzman, P., Oakey, RJ., Kinoshita, T., and Scott, RJ.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 20 ページ: 2387-2398
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reproductive Barrier and Genomic Imprinting in the Endosperm of Flowering Plants (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita,T.
  • 雑誌名: Gene & Genetics System 巻: 82 ページ: 177-186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of FWA gene silencing in Arabidopsis thaliana by SINE-related direct repeats (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, Y., Saze, H., Kinoshita, T., Miura, A., Soppe, WJ., Koorneef, M., and Kakutani, T.
  • 雑誌名: Plant J 巻: 49 ページ: 38-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Maintenance of DNA methylation during the life cycle is essential for parental imprinting (2006)
  • 著者名/発表者名: Jullien, PE., Kinoshita,T., Ohad, N., and Berger, F.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 18 ページ: 1360-72
  • 査読あり
• [学会発表] イネの胚乳発生・サイズを制御する父・母ゲノムの効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関根大輔, 大西孝幸, 古海弘康, 倉田のり, 木下哲
  • 学会等名: 日本育種学会第121回講演会
  • 発表場所: 栃木
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] 一過的な高温処理による胴割れ米の発生機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大西 孝幸, 関根 大輔, 木下哲
  • 学会等名: 日本育種学会第121 回講演会
  • 発表場所: 栃木
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Epigenetic Control of Species Hybridization in Plant Endosperm Speciation and Adaptation II - Environment and Epigenetics (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, R., Ohnishi, T., Kinoshita, Y., Eiguchi, M., Kurata, N., and Kinoshita, T.
  • 発表場所: 愛知 岡崎カンファレンスセンター
  • 年月日: 2012-03-22
• [学会発表] イネの倍数体間交雑における胚乳発生異常の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関根大輔, 大西孝幸, 古海弘康, 吉野みほ子, 倉田のり, 木下哲
  • 学会等名: 第53回植物生理学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 細胞質性鉄硫黄クラスタアセンブリ経路の因子は正常な種子形成に必須である (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村みゆき, 木下由紀, 木下哲
  • 学会等名: 第53回植物生理学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] イネ屋内栽培系の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大西 孝幸, 山川 博幹, 木下哲
  • 学会等名: 日本遺伝学会第83回大
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] Initial Characterization of Alarm Clock for FWA imprinting 4 (2011)
  • 著者名/発表者名: Buzas, D., Kinoshita, Y., Sugimoto, Y., and Kinoshita, T.
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: Boston U.S.A.
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] Cytosolic electron transfer component-like protein deficiency impaired expression of imprinted gene FWA in the endosperm (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, M., Kinoshita, Y., and Kinoshita, T.
  • 学会等名: International Conference on Arabidopsis research
  • 発表場所: Wisconsin U.S.A.
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] ゲノムの要素が重なる時に何が起きるのか―植物科学からのアプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚谷裕一, 木下哲
  • 学会等名: 第33 回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 兵庫 神戸ポートピアランド
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] イネのバイオトロンBreeding System；年6度の戻し交配法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大西孝幸, 石川亮, 山川博幹, 木下哲
  • 学会等名: 日本育種学会第118 回講演会
  • 発表場所: 秋田大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] ゲノム間の軋轢と調和が生物多様性を生みだす分子機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺正夫, 木下哲
  • 学会等名: 日本遺伝学会第82回大会
  • 発表場所: 札幌 北海道大学(シンポジウム主催)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] 胚乳におけるエピジェネティック制御を介した生殖隔離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川亮, 大西孝幸, 永口貢, 倉田のり, 木下哲
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] Critical role of ALAC1 chromatin related gene in establishment of genomic imprinting and DNA demethylation in Arabidopsis (2009)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, Y., Kinoshita, Y., Ikeda, Y., Kakutani, T., and Kinoshita, T.
  • 学会等名: ISPMB
  • 発表場所: St Louis, U.S.A
  • 年月日: 2009-10-25
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるアラームクロック遺伝子によるゲノムインプリンティングとDNA 脱メチル化の制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木下哲
  • 学会等名: 第82回日本生化学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] アラームクロック遺伝子によるゲノムインプリンティングの覚醒 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木下哲
  • 学会等名: 日本植物学会73回大会
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 2009-09-19
• [学会発表] マイクロアレイを用いた新規インプリント遺伝子の探索 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田陽子, 木下由紀, 池田有理子, 木下哲
  • 学会等名: 日本植物学会73回大会
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるインプリント遺伝子FWA のDNA脱メチル化と転写活性化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田陽子, 木下由紀, 池田有理子, 角谷徹仁, 木下哲
  • 学会等名: 第三回エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学(年会長賞受賞講演)
  • 年月日: 2009-05-23
• [学会発表] シロイヌナズナALARMCLOCK1 はゲノムインプリンティングの確立に関与する (2009)
  • 著者名/発表者名: 木下哲
  • 学会等名: 第三回エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学
  • 年月日: 2009-05-22
• [学会発表] Control of genomic imprinting by ALARM CLOCK1 gone in Arabidopsis (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, Y., Kinoshita, Y., Kakutani, T., and Kinoshita, T.
  • 学会等名: Frontiers of Sexual Plant ReproductionIII
  • 発表場所: Arizona
  • 年月日: 2008-10-17
• [学会発表] Establishment of genomic imprinting by ALARM CLOCK genes in Arabidopsis (2008)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, T.
  • 学会等名: EMBO Workshop
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] Mechanism of Genomic Imprinting in Arabidopsis (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita T.
  • 学会等名: Global COE Symposium at NAIST
  • 年月日: 2007-10-19
• [学会発表] 植物におけるゲノムインプリンティングの同定とその制御機構に関する研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木下哲
  • 学会等名: 第48回日本植物生理学会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2007-03-29
• [学会発表] 植物のゲノムインプリンティングと胚乳の生殖隔離機構 (2006)
  • 著者名/発表者名: 木下哲
  • 学会等名: インターゲノミクス研究会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2006-12-18
• [学会発表] 植物のゲノムインプリンティング機構 (2006)
  • 著者名/発表者名: 木下哲
  • 学会等名: 日本植物学会フォーラム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2006-12-06
• [学会発表] ゲノムインプリンティングと生殖隔離機構 (2006)
  • 著者名/発表者名: 木下哲
  • 学会等名: 日本進化学会2006年大会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2006-08-30
• [学会発表] Control of imprinted FWA gene in Arabidopsis endosperm
  • 著者名/発表者名: Kinoshita T., Kinoshita Y., and Kakutani T.
  • 学会等名: Genomic Imprinting Workshop
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 00001131
• [図書] ゲノムに刷り込まれた生殖隔離機構 ゲノムが開く生態学 種生物学研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木下哲
  • 総ページ数: 141-155
  • 出版者: 文一出版
• [図書] エピジェネティクス ゲノムが開く生態学 種生物学研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木下哲, 中村みゆき
  • 総ページ数: 109-122
  • 出版者: 文一出版
• [図書] HMG 遺伝子SSRP1 はシロイヌナズナにおけるDNA 脱メチル化およびゲノムインプリンティングに必要である 細胞工学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 池田陽子, 木下哲
  • 出版者: 学研メディカル秀順社
• [図書] 反復配列 DNA メチル化により制御される植物の生命現象 化学と生物 45 (2007)
  • 著者名/発表者名: 星野敦, 木下哲
  • 総ページ数: 119-125
• [備考]
  • URL: http://bsgcoe.naist.jp/special-grp02.html
• [備考] 科学新聞 ロックされた遺伝子の活性化の必要な因子同定 20110916
• [備考] 日経産業新聞 DNAのメチル化制御物質、植物で特定 20110913
• [備考] 日刊工業新聞 脱メチル化で遺伝子活性化関与たんぱく質特定 20110913
• [備考] 科学工業日報 遺伝子活性化で新因子 20110913
• [備考] 日経産業新聞 イネの室内栽培期間半減 20110120
• [備考] 化学新聞 イネの1世代あたり2カ月の促進栽培法 20101001
• [備考] 読売新聞 イネの1世代あたり2カ月の促進栽培法 20100925