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DNA倍加は核DNA量が倍々に増加する現象である。多くの植物にとって器官成長を促す重要な生理現象であり、地球上で生産される植物バイオマスの相当量はDNA倍加に依存していると言える。しかし、これまでCDK活性の低下がDNA倍加を誘導すると考えられてきたものの、そのメカニズムの解明は進んでいなかった。我々は、これまでの知見から、CDK活性とオーキシンシグナルの低下がクロマチン構造を変化させ、DNA倍加を誘導すると考えている。本研究ではこの仮説を検証し、その分子メカニズムの解明を目指している。
CDKがクロマチン構造を変化させる要因として、CDKがクロマチン制御因子をリン酸化し、その活性を制御している可能性が示唆された。そこで今年度は、クロマチン制御因子のリン酸化部位を同定すべく、in vitroリン酸化反応の最適化と質量分析を行った。また、in vivoでリン酸化状態を解析するために、タグを付加したタンパク質を発現する植物体を作成した。さらに、関連するクロマチン制御因子についても同様な実験材料を揃えた。
オーキシンについては、ヒストン修飾酵素遺伝子のレポーター系統を用いて、網羅的に発現解析を行った。その結果、シュートで発現するヒストン修飾酵素遺伝子がオーキシン応答性を示し、相同組み換えの制御することが明らかになった。しかし、DNA倍加との関連性は見出せなかったので、上記クロマチン制御因子にフォーカスを絞って解析を行った。その結果、その遺伝子の変異体ではDNA倍加が促進されること、またDNA損傷に高感受性になることが明らかになった。さらに、オーキシンによるこれらの現象の抑圧効果が、その変異体では顕著に抑制されることも明らかになった。したがって、このクロマチン制御因子がオーキシンシグナルの下流でDNA倍加を制御していることが示された。
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