公募研究
本研究は、花幹細胞の増殖を抑制する機能を持つKNU遺伝子のバイオタイマー制御系をモデルとして、細胞周期とヒストン修飾のかかわりを単一細胞レベルで解析すること、KNUの作用機構を明らかにすることを目指して研究を行ってきた。具体的には、KNUによるWUSの転写抑制メカニズムを解明するために、KNUの発現とヒストンの修飾H3K27me3状態の変化を花発生時期特異的にとらえた。その結果、H3K27me3の蓄積よりも先に転写レベルでの抑制が始まっていることを見いだした。すなわち、抑制的ヒストン修飾は抑制状態の維持に必要であるが、転写抑制の開始には他のメカニズムがあることが示唆された。そこで我々はKNUはWUSの活性化に必要な因子の結合阻害の機能を持つとの作業仮説のもと、WUS の既知の活性化因子であるSWI/SNF 複合体であるSPLAYED (SYD)の結合性を調べた。その結果、KNUの誘導後、即座にSYDの結合阻害が確認された。上記の観察にもとづき、KNUによるWUSの二段階の転写抑制機構を提案するための論文を作成中である。また、KNUの誘導タイミングは、修飾ヌクレオソームの数の対数に比例するとの数理モデル解析を検証する昨年度の研究により、発現時期の遅れたものや、まったく発現しなくなるものが得られた。本年度は、花発生の同調系を用いることにより定量的なデータを得ることをめざす。これにより、合成生物学的に数理モデルを検証し、細胞周期の進行およびレポーター遺伝子のイメージング解析と組み合わせて解析を進める。
2: おおむね順調に進展している
当初の計画のうちKNUとWUSとの関連性にかんしては、順調にデータが集まり、論文を投稿予定である。一細胞における観察、数理モデル解析にかんしては、予想以上にレポーター遺伝子がサイレンシングされるものが多く、解析数を増やして実験をやり直す必要がある。
本年度は、花発生の同調系を用いることにより定量的なデータを得ることをめざす。これにより、合成生物学的に数理モデルを検証し、細胞周期の進行およびレポーター遺伝子のイメージング解析と組み合わせて解析を進める。さらに細胞周期の阻害剤により、周期を同調させた植物培養細胞において、レポーター遺伝子の発現を解析する。同時に抑制的ヒストン修飾H3K27me3やポリコム因子の結合性（エピトープタグ入ったポリコム因子群のトランス遺伝子系は作成済み）の生化学的解析を行う。培養細胞における同調の割合が低いことも考え、共同研究者である奈良先端科学技術大学院大学 梅田博士らにより開発された細胞周期プローブを活用して、細胞周期の進行を可視化も開始する。本年度は最終年度であり、上記のデータを論文にまとめる。
すべて 2016 2015
すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)
Annals of Botany
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Plant Signaling & Behavior
巻: 10 ページ: e1027851
10.1080/15592324.2015.1027851
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