| 研究課題/領域番号 |
19K06730
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| 研究機関 | 中部大学 |
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研究代表者 |
小島 晶子 中部大学, 応用生物学部, 准教授 (10340209)
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| 研究分担者 |
高橋 広夫 金沢大学, 薬学系, 准教授 (30454367) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 発生・分化 / 植物 / 核小体 / エピジェネティック / DNAメチル化 / シロイヌナズナ |
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| 研究実績の概要 |
AS2は、シロイヌナズナの葉の発生・分化において、葉の裏側因子ETTを抑制することで、葉の表側の細胞分化を促す重要な鍵因子である。本研究課題では、AS2核タンパク質が核小体近傍にAS2 bodyと名付けた塊状に局在し、エピジェネティックな抑制制御に関わる仕組みを明らかにすることを目的として研究を進めている。今年度は、以下のことが明らかとなった。
(1) as2-1変異がゲノムDNAのメチル化レベルに与える影響を明らかにするため、これまでのバイサルファイトNGSを利用した手法(SIMON法)を変えて、ゲノムDNAを酵素的に処理するEM-seqでゲノムワイドな解析を行った。その結果、ETT領域に関しては、従来の手法での結果と一致した。また、ゲノム全体のDNAメチル化レベルはas2-1変異背景でも野生型と大きく変化しておらず、特定の領域でDNAメチル化レベルが低下することが明らかになった。
(2) 核小体因子RH10の変異体背景でAS2-YFPの細胞内局在を観察した結果、AS2 bodyの局在が変化していた。別の核小体因子NUC1の変異体でも同様にAS2 bodyの局在が変化したこれまでの結果とあわせると、AS2の核小体周縁部での局在と機能には正常な核小体の構造または機能が必要であると考えられた。(3) AS2タンパク質のアミノ酸配列は、真正双子葉類で広く保存されていることから、様々な植物種の葉の発生に関わると予想されるが、カルボキシル末端側の配列は、植物種により配列にバリエーションがある。今回カルボキシ末端側の配列が異なるAS2相同タンパク質は、部分的に機能が異なるという結果を得た。従ってAS2の機能と葉の形の多様性には相関がある可能性がある。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度得られた結果は、AS2が特定のDNAメチル化の維持に関わること、核小体周辺部での局在がAS2の機能に重要であり、その局在には正常な核小体の機能または構造が必要であることを示すものであった。従って、私たちが提案しているAS2が核小体近傍でDNAメチル化の維持を介して、遺伝子のエピジェネティックな抑制制御に関わるというモデルを支持するものであると考える。ゲノムワイドな解析については、一部遅れが生じているが、今後解析する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
(1)エピジェネティックな抑制制御における核小体機能についての解析を進める。rh10, nuc1変異体におけるDNAメチル化レベルの解析を行い、特に遺伝子領域に着目し、as2変異体との比較を行うことで、DNAメチル化維持における核小体機能とAS2の機能の共通点と異なる点について検討する。(2) 本課題で提案するモデルではETT領域が発生分化とともに核内での局在が変化すると期待されるが、可視化が難しい場合、FISHなど別のアプローチを検討する。(3)他の植物種でのAS2の機能と葉の形態の多様性との関連について検討するため、トマト、ブドウなど作物や園芸種でのAS2相同タンパク質について機能解析を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2020年度途中で共同研究者高橋広夫准教授の死亡のため、研究が中断し、分担金が研究代表者へ返還されたこと、コロナ禍での消耗品の欠品、実験進行の遅れたことに伴う試薬と消耗品購入の遅延、学会のオンライン開催による旅費の使用予定取り消しが理由である。
今後、コンピューター解析用の費用、進行が遅れている分の実験用試薬と消耗品に使用する予定である。
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