植物再分化を制御するクロマチン構造変換メカニズムのイメージング解析

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03259
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分44040:形態および構造関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 松永 幸大 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40323448)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: イメージング / ヒストン修飾 / 再生 / エピジェネティクス / 転写活性化 / プライミング

研究成果の概要

植物は再分化する時、遺伝子の発現を待機状態にする現象・エピジェネティクス・プライミングの分子メカニズムを明らかにすることができた。このエピジェネティクス・プライミングは、ヒストン脱メチル化酵素LYSINE-SPECIFIC DEMETHYLASE 1-LIKE 3（LDL3）により制御されることを明らかにした（Nature Commun., 2019）。また、RNAポリメラーゼ酵素（RNAPII）がリン酸化されて活性化することをライブイメージング解析する方法を開発した(Commun. Biol., 2021)。その結果、カルスの茎頂分裂組織において、RNAPIIが活性化することを検証できた。

自由記述の分野

植物分子細胞生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物は切断しても器官を新たに再生できる非常に強力な再生能力を持つ。この再生能力のメカニズムは、将来、器官再生するために、あらかじめ遺伝子の発現のスイッチをONにする手前の待機状態にしていることがわかった。この待機状態の解明により、植物の強靭な再生力のメカニズムの一端が明らかになり、植物の生きざまの理解を促進した学術的意義がある。また、遺伝子の転写がONになった時を知るライブイメージング解析技術や、器官や組織のディープイメージングを可能にする透明化手法を開発することで、植物科学の研究推進することに貢献する技術開発を行った。同時に、これらの技術は、農作物の品種改良などの社会的貢献も期待される。