植物における遺伝子発現のエピジェネティック制御系の開発

植物基因表达表观遗传控制系统的开发

基本信息

批准号：
17658002
负责人：
金澤章
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、二本鎖RNA分子が、植物のゲノムDNAに対して配列特異的なメチル化ならびに転写不活性化を誘導することを利用してエピジェネティックな転写不活性化(TGS)の系を確立すること、ならびに、その不活性化状態の維持機構を解明することを目的として研究を行った。CaMV 35Sプロモーターにより転写制御されるカルコーン合成酵素遺伝子を導入することで花色の変化を誘導した形質転換ペチュニアを用いた研究により、外来遺伝子がTGSを受けるためには、プロモーター近位配列が高い頻度でメチル化を受けることが関連していることを明らかにしていた。本年度は、外来遺伝子が転写不活性化されているペチュニア植物体に対して、DNAメチル化の阻害剤5-アザシチジンによる処理を行うことにより、TGSが解除されるか否か、また、その際にメチル化の程度、および、特定の領域の脱メチル化がTGSに影響を及ぼすか否かを検討した。その結果、TGSは部分的に解除され、その際に、転写開始点の上流約300 bpの領域においてメチル化の程度が低下した。同様な効果は、ヒストン脱アセチル化阻害剤として知られるトリコスタチンAによる処理によっても得られた。この実験と並行して行った、ウイルスベクターを用いてプロモーター領域に対する二本鎖RNAを産生し、その機能によるエピジェネティックな変化を誘導する実験により、このプロモーター領域の全域のメチル化はTGSに必ずしも必要な条件ではないが、部分的にメチル化が誘導されることがTGSと密接に関連することを見出した。以上の研究から得られた知見を総合し、高い効率でTGSを誘導するため、ならびに、それを維持するためには、このプロモーターの転写開始点から約300 bp上流の領域の一部に対して高い頻度でメチル化が誘導されることが必要であり、この領域全体にわたって高いメチル化が存在することは、世代を越えて安定にTGSの状態が伝達されるために十分な条件であるという結論を得た。

在这项研究中，我们开发了一种表观遗传转录失活（TGS）系统，利用双链RNA分子诱导植物基因组DNA的序列特异性甲基化和转录失活，我们进行研究的目的是建立这一系统并阐明其维持机制。其失活状态。一项使用转化矮牵牛的研究，通过引入由 CaMV 35S 启动子控制转录的查尔酮合酶基因来诱导花色变化，结果表明，为了使外源基因经历 TGS，启动子近端序列必须以高频率存在据透露，其中涉及甲基化。今年，我们将研究是否可以通过用 DNA 甲基化抑制剂 5-氮杂胞苷处理外源基因转录失活的矮牵牛植物来取消 TGS。我们研究了特定区域的甲基化和去甲基化程度是否会影响 TGS。结果，TGS被部分释放，同时转录起始位点上游约300bp区域的甲基化程度降低。用曲古抑菌素 A（一种已知的组蛋白脱乙酰化抑制剂）治疗也获得了类似的效果。与该实验平行，我们使用病毒载体为启动子区域产生双链RNA，并由于其功能而诱导表观遗传变化，尽管这不是必要条件，但我们发现甲基化的部分诱导与TGS密切相关。。结合从上述研究中获得的知识，为了高效诱导TGS并维持它，有必要靶向该启动子转录起始点上游约300bp的区域的一部分结论：这是必要的。甲基化以高频率被诱导，并且整个区域存在高甲基化是 TGS 状态跨代稳定传递的充分条件，我明白了。

项目成果

期刊论文数量（24）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

花色の変化に現れる配列特異的RNA分解とエピジェネティックな転写抑制

花颜色变化中表现出的序列特异性 RNA 降解和表观遗传转录抑制

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
J.Liu;M.Yamagishi;C.Uhde-Stone;B.Bucciarelli;D.Samac;D.Allan;C.Vance;T.Abe et al.;S.Zhang et al.;J.Ogawa et al.;Y.Kojima et al.;Y.Kojima et al.;小川順ら;竹野誠記ら;E.Sakuradani et al.;E.Sakuradani et al.;野村省吾;加々美貴弘;青島亮太;Akira Kanazawa;Akira Kanazawa;Atsushi Nagamatsu;Akira Kanazawa;Akira Kanazawa;Hiroshi Shinozuka;Michiko Yoshino;Shungo Otagaki;Hiroshi Shinozuka;Michiko Yoshino;Shungo Otagaki;Takako Fukuda;Maiko Koseki;金澤章;太田垣駿吾;金澤章
通讯作者：
金澤章

The star-type color pattern in Petunia hybrida‘Red Star' flowers is induced by the sequence-specific degradation of the chalcone synthase RNA.

矮牵牛“红星”花中的星型颜色图案是由查尔酮合酶 RNA 的序列特异性降解诱导的。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Plant Cell Physiol. 46
影响因子：
0
作者：
Hiroshi Shinozuka;Michiko Yoshino;Shungo Otagaki;Takako Fukuda;Maiko Koseki
通讯作者：
Maiko Koseki

The binding of nuclear factors to the as-l element in the CaMV 35S promoter is affected by cytosine methylation in vitro.

核因子与 CaMV 35S 启动子中 as-l 元件的结合在体外受胞嘧啶甲基化的影响。

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Plant Biol. 9
影响因子：
0
作者：
J.Liu;M.Yamagishi;C.Uhde-Stone;B.Bucciarelli;D.Samac;D.Allan;C.Vance;T.Abe et al.;S.Zhang et al.;J.Ogawa et al.;Y.Kojima et al.;Y.Kojima et al.;小川順ら;竹野誠記ら;E.Sakuradani et al.;E.Sakuradani et al.;野村省吾;加々美貴弘;青島亮太;Akira Kanazawa
通讯作者：
Akira Kanazawa

The regulatory function of the upstream sequence of the β-conglycinin α subunit gene in seed-specific transcription is associated with the presence of the RY sequence.

β-伴大豆球蛋白α亚基基因上游序列在种子特异性转录中的调节功能与RY序列的存在相关。

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Genes Genet. Syst. 81
影响因子：
0
作者：
J.Liu;M.Yamagishi;C.Uhde-Stone;B.Bucciarelli;D.Samac;D.Allan;C.Vance;T.Abe et al.;S.Zhang et al.;J.Ogawa et al.;Y.Kojima et al.;Y.Kojima et al.;小川順ら;竹野誠記ら;E.Sakuradani et al.;E.Sakuradani et al.;野村省吾;加々美貴弘;青島亮太;Akira Kanazawa;Akira Kanazawa;Atsushi Nagamatsu;Akira Kanazawa;Akira Kanazawa;Hiroshi Shinozuka;Michiko Yoshino
通讯作者：
Michiko Yoshino

Virus-induced・gene silencingを利用したダイズにおけるフラボノイドの生合成に関わる遺伝子の機能解析と組成の改変

利用病毒诱导的基因沉默对大豆类黄酮生物合成相关基因进行功能分析和组成修饰

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
J.Liu;M.Yamagishi;C.Uhde-Stone;B.Bucciarelli;D.Samac;D.Allan;C.Vance;T.Abe et al.;S.Zhang et al.;J.Ogawa et al.;Y.Kojima et al.;Y.Kojima et al.;小川順ら;竹野誠記ら;E.Sakuradani et al.;E.Sakuradani et al.;野村省吾;加々美貴弘;青島亮太;Akira Kanazawa;Akira Kanazawa;Atsushi Nagamatsu;Akira Kanazawa;Akira Kanazawa;Hiroshi Shinozuka;Michiko Yoshino;Shungo Otagaki;Hiroshi Shinozuka;Michiko Yoshino;Shungo Otagaki;Takako Fukuda;Maiko Koseki;金澤章;太田垣駿吾;金澤章;太田垣駿吾;永松敦
通讯作者：
永松敦