植物エピゲノミクスで解き明かす遺伝子内修飾の機能と制御

通过植物表观基因组学揭示基因内修饰的功能和调控

• 批准号: 19J21882
• 负责人: 大矢 恵代
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J21882/
• 关键词: クロマチン; エピゲノム; 植物; H3K4me; 機械学習; H3K4メチル化; クロマチン修飾; エピジェネティクス; 転写; 転写制御; 遺伝学

[昨年度までの経過] 同定した3つのH3K4me1を担う、シロイヌナズナメチル化酵素タンパク質について、ゲノム局在をChIP-seqにより実験的に決定した。局在特異性のルールを、二種類の機械学習にモデル化させることで、ひとつは転写コンプレクスと協働して転写領域にリクルートされ、後2つは特定のDNA配列やクロマチン修飾を手がかりに標的するらしいことを見出した。公開データを用いたモデリングから、同様の分化が動物でも保存されていることが示唆された。[今年度の成果]1. モデルの実験的検証を行った。モデル上示されたリクルータ候補をそれぞれ失ったような変異体群を作成し、メチル化酵素の局在とH3K4me1パターンの変化を調べた。併行して、異なる手法での検証として、生化学的にリクルータ候補とメチル化酵素タンパク質のphysical interaction検出に取り組み、リクルータ候補を絞り込んだ。2. 初年度に見出していた、長期的なH3K4me1喪失がゲノム安定性を損なう経路を調べた。エピゲノムへどう影響するか、特異性を詳細にin silico解析し、H3K4me1喪失がRdDM経路のうち一部のlociを促進する可能性を見出した。3. 一連の結果を論文にまとめて投稿し、博士論文を執筆した。より包括的にH3K4me制御を理解すべく主に以下の実験を準備した: H3K4meメチル化酵素のinteractome解析のため、免疫沈降の条件を最適化した/ これまで主に注目してきたメチル化酵素遺伝子と同じファミリーの他因子についても遺伝学的材料を準備した

[截至去年的进展] 我们使用 ChIP-seq 实验确定了三种已鉴定的负责 H3K4me1 的拟南芥甲基转移酶蛋白的基因组定位。通过使用两种类型的机器学习对定位特异性规则进行建模，一种与转录复合物合作被招募到转录区域，另两种则根据特定的 DNA 序列和染色质修饰进行靶向，我发现了一些似乎有效的东西。使用公开数据进行的建模表明，类似的分化在动物中是保守的。 【今年的成果】 1、对模型进行了实验验证。我们创建了一组缺乏模型中指示的每个招募候选者的突变体，并检查了甲基转移酶和 H3K4me1 模式的定位变化。同时，作为使用不同方法的验证，我们致力于通过生化检测招募者候选人与甲基转移酶蛋白质之间的物理相互作用，并缩小招募者候选人的范围。 2. 我们研究了长期 H3K4me1 缺失损害基因组稳定性的途径，这是我们在第一年发现的。我们对其如何影响表观基因组的特异性进行了详细的计算机分析，发现 H3K4me1 丢失可能会促进 RdDM 通路中的某些位点。 3.我将一系列成果整理成论文，提交，写了一篇博士论文。为了更全面地了解H3K4me的调控，我们主要准备了以下实验：我们优化了H3K4me甲基转移酶相互作用组分析的免疫沉淀条件，还制备了同一家族中其他因子的遗传物质。

项目成果

‘記録’と‘解読’; 機械学習が示すH3K4メチル化制御の2つの様式

机器学习揭示H3K4甲基化控制的两种模式

• 发表时间: 2020
• 作者: Satoyo Oya; Tetsuji Kakutani;Soichi Inagaki
• 通讯作者: Soichi Inagaki

Chromatin-based mechanisms to coordinate convergent overlapping transcription.

基于染色质的机制来协调聚合重叠转录。

• DOI: 10.1038/s41477-021-00868-3
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 18
• 作者: Inagaki; S.; Takahashi; M.; Takashima; K.; Oya; S.; & Kakutani; T
• 通讯作者: T

Transcription-coupled and epigenome-encoded H3K4 methylations are governed by multiple methyltransferases with different targeting mechanisms

转录偶联和表观基因组编码的 H3K4 甲基化由具有不同靶向机制的多种甲基转移酶控制

• 发表时间: 2021
• 作者: Satoyo Oya; Tetsuji Kakutani;Soichi Inagaki
• 通讯作者: Soichi Inagaki

Transcription-coupled and epigenome-encoded H3K4 methylations are governed by multiple methyltransferases with different targeting mechanisms

转录偶联和表观基因组编码的 H3K4 甲基化由具有不同靶向机制的多种甲基转移酶控制

• 发表时间: 2021
• 作者: Satoyo Oya; Tetsuji Kakutani;Soichi Inagaki
• 通讯作者: Soichi Inagaki

Transcription-coupled and epigenome-encoded mechanisms direct H3K4 methylation.

转录偶联和表观基因组编码机制指导 H3K4 甲基化。

• DOI: 10.1101/2021.06.03.446702
• 发表时间: 2021
• 作者: Satoyo Oya; Mayumi Takahashi; Kazuya Takashima; Tetsuji Kakutani; Soichi Inagaki
• 通讯作者: Soichi Inagaki