2011 Fiscal Year Annual Research Report
植物におけるエピジェネティックな遺伝子発現制御を利用した新規機能性成分の分析系
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22658001
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
金澤 章 北海道大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (30281794)
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| Keywords | 植物 / 機能性成分 / エピジェネティクス / シトシンメチル化 / 転写抑制 |
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| Research Abstract |
エピジェネティックな機構による転写不活性化を受けている状態にあるレポーター遺伝子を持つ形質転換植物を利用して、その不活性化状態を解除する効果を持つ植物成分のスクリーニング系を開発することを目的として以下の実験を行った。RNA機能を利用したDNAのメチル化を介して転写が不活性化された状態にあるCaMV 35Sプロモーターの下流にGFP遺伝子が連結したDNAコンストラクトをゲノムに組み込んであるNicotiana benthamiana植物体の種子を無菌培地に播種し、植物体を育成した。これまでの研究で、培地中に5-azacytidine、および、trichostatin Aを正の対照として加えると、植物体においてメチル化抑制およびGFP蛍光の復帰が起きることを見出していた。本年度は、第一に、これらの薬剤処理によりGFP蛍光の復帰が転写抑制の解除によることを、GFP遺伝子に関する定量RT-PCRにより確認した。つづいて、この不活性化状態からのGFP遺伝子の発現の復帰が、CaMV 35Sプロモーターのエピジェネティックな変化によるものであることを確認する目的で、bisulfite sequencing法によりメチル化状態を解析した。その結果、GEP遺伝子の再活性化に伴い、顕著なメチル化状態の低下が検出され、プロモーターのメチル化が転写抑制とその解除に密接に関与していることが示唆された。また、植物体の育成が著しく異常とはならない範囲内で転写抑制の解除効果をもたらす培地中の物質の濃度範囲を明らかにした。本年度はさらに、植物組織の抽出物を対象として、シトシンのメチル化抑制効果を持つ物質を探索した。その結果、ダイズ種子に多く含まれるイソフラボンの一種がこの効果を持つことを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
植物が産生する物質の中に、植物の細胞においてエピジェネティックな変化により転写抑制を起こしている遺伝子の再活性化を誘導する物質が存在するか否かは研究を行ってみるまでは未知であった。本研究では想定していたよりも早期にそうした活性を持つ物質を見出すことに成功し、当初の計画以上の進展が見られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
同定された物質の効果が植物ゲノムに導入したレポーター遺伝子にのみ作用するのか、あるいは、植物の内在性遺伝子に対しても作用するものであるのかが興味深い問題であり、この点を明らかにすることで、本研究を飛躍させることができるものと考えている。
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[Journal Article] Virus-mediated efficient induction of epigenetic modifications of endogenous genes with phenotypic changes in plants2011
Author(s)
Kanazawa, A., Inaba, J., Shimura, H., Otagaki, S., Tsukahara, S., Matsuzawa, A., Kim, B. M., Goto, K. and Masuta, C
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Journal Title
Plant J
Volume: 65
Pages: 156-168
DOI
Peer Reviewed
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