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2021 年度 実績報告書

植物のDNA倍加誘導において再複製を可能にする仕組みの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K05951
研究機関金沢大学

研究代表者

高塚 大知  金沢大学, 生命理工学系, 助教 (70633452)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード細胞周期 / DNA倍加 / エピジェネティクス
研究実績の概要

DNA倍加移行の鍵を握るヒストンメチル化酵素ATXR5およびATXR6の細胞周期進行における役割の更なる解析を進めた。前年度、ATXR5/6によって触媒されるH3K27me1はヘテロクロマチン領域の複製をS期後期に限定することで、S期の進行を正常に保つ働きを持ち、atxr5/6二重変異体ではヘテロクロマチン領域がS期初期に複製されてしまう結果、S期が短くなることを見出した。そこで、本年度はATXR5/6のG2/M期進行における役割を解析した。その結果、atxr5/6二重変異体はG2/M期の進行に顕著な遅れが生じることが明らかになった。DNA損傷マーカーであるgamma-H2AX抗体を用いた免疫染色を行ったところ、atxr5/6二重変異体では野生型植物に比べ、DNA損傷が高頻度で生じていることがわかった。この結果を支持するように、atxr5/6二重変異体ではDNA修復関連遺伝子の発現が軒並み増加していた。また、興味深いことに、atxr5/6二重変異体では、分裂期の細胞で染色体が正常に分配されず、姉妹染色体間が、DNAを含む異常な構造体であるChoromosome bridgeで架橋されている様子が高頻度で観察された。Chromosome bridgeはS期のDNA複製異常の結果として生じることが知られている。これらの結果から、「ATXR5/6を欠損すると、ヘテロクロマチンの複製タイミングが異常に早くなった結果、DNA複製ストレスによってDNA損傷が発生し、G2/M期の進行が阻害され、DNA倍加への移行タイミングが早くなる」という可能性が考えられた。現在、このATXRの細胞周期進行における働きを学術論文として発表する準備を進めている。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A hierarchical transcriptional network activates specific CDK inhibitors that regulate G2 to control cell size and number in Arabidopsis2022

    • 著者名/発表者名
      Nomoto Yuji、Takatsuka Hirotomo、Yamada Kesuke、Suzuki Toshiya、Suzuki Takamasa、Huang Ying、Latrasse David、An Jing、Gombos Magdolna、Breuer Christian、Ishida Takashi、Maeo Kenichiro、Imamura Miyu、Yamashino Takafumi、Sugimoto Keiko、Magyar Zolt?n、B?gre L?szl?、Raynaud C?cile、Benhamed Moussa、Ito Masaki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 ページ: 1660

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29316-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effectiveness of Create ML in microscopy image classifications: a simple and inexpensive deep learning pipeline for non-data scientists2021

    • 著者名/発表者名
      Nagaki Kiyotaka、Furuta Tomoyuki、Yamaji Naoki、Kuniyoshi Daichi、Ishihara Megumi、Kishima Yuji、Murata Minoru、Hoshino Atsushi、Takatsuka Hirotomo
    • 雑誌名

      Chromosome Research

      巻: 29 ページ: 361~371

    • DOI

      10.1007/s10577-021-09676-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The DREAM complex represses growth in response to DNA damage in <i>Arabidopsis</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Lang Lucas、Pettk?-Szandtner Alad?r、Tun?ay Elba?? Hasibe、Takatsuka Hirotomo、Nomoto Yuji、Zaki Ahmad、Dorokhov Stefan、De Jaeger Geert、Eeckhout Dominique、Ito Masaki、Magyar Zolt?n、B?gre L?szl?、Heese Maren、Schnittger Arp
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 4 ページ: e202101141

    • DOI

      10.26508/lsa.202101141

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Genome Maintenance Mechanisms at the Chromatin Level2021

    • 著者名/発表者名
      Takatsuka Hirotomo、Shibata Atsushi、Umeda Masaaki
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 ページ: 10384~10384

    • DOI

      10.3390/ijms221910384

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of two tobacco genes encoding MYB3R proteins with repressor function and showing cell cycle-regulated transcript accumulation2021

    • 著者名/発表者名
      Takatsuka Hirotomo、Nomoto Yuji、Araki Satoshi、Machida Yasunori、Ito Masaki
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 38 ページ: 269~275

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.21.0224a

    • 査読あり
  • [学会発表] Chromatin-level regulation of endoreplication onset2021

    • 著者名/発表者名
      Hirotomo Takatsuka, Shiori Sugamata-Aki, and Masaaki Umeda.
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Arabidopsis Research
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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