アラビドプシスにおけるメチル化DNAに関連したクロマチン再編成のモデル作成

模拟拟南芥中与甲基化 DNA 相关的染色质重组

• 批准号: 03J01692
• 负责人: 伊藤 美佳子
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Chiba University (2004-2005)Nara Institute of Science and Technology (2003)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J01692/
• 关键词: 染色体; クロマチン; DNAメチル化; ヒストンアセチル化; ヒストンメチル化; メチル化DNA; アラビドプシス; クロマチン再編成; エピジェネティック

染色体を構成するクロマチンは、通常ユークロマチンとヘテロクロマチンに大別されるが、ヘテロクロマチン領域は遺伝子発現が抑えられているため、DNAがメチル化しており、ヒストンは脱アセチル化している。そして、近年、DNAのメチル化とヒストンのアセチル化以外にヒストンのメチル化も、染色体構造によって変化することが発表された。しかし。それらの相互関係は明らかになっておらず、転写制御に最も重要な因子が何であるかは分かっていない。昨年度、一昨年度において、植物のDNAメチル化結合タンパク質を新規に発見し、論文発表した。そのタンパク質と複合体を形成するタンパク質の同定は困難を要したため、今年度は視点を変えて、クロマチン構造の変化から、DNAのメチル化の機構について、追求した。その結果、抗メチル化抗体を用いた間接傾向抗体法ではトウモロコシ染色体に特異的に見られるヘテロクロマチン領域において、低メチル化状態であることが分かった。さらに、ヒストンのアセチル化を調べると、脱アセチル化しており、ヒストンH3及びH4のmono-,-di-,tri-メチル化状態についても調査した。それらの結果、このヘテロクロマチン領域は実際に遺伝子発現は起こっていないがDNA修飾は転写活性型である脱メチル化状態にある。ヒストン修飾においては転写抑制型を示していることから、このクロマチン領域においてはDNA修飾ではなく、ヒストン修飾により転写制御を担っていることが示唆された。遺伝子発現とクロマチン構造の関連性については、さまざまな研究者が実験結果をもとに議論しているが、DNAのメチル化修飾が直接的に発現に関わっているというより、ヒストンの修飾と補い合って遺伝子制御を行っていると言えるだろう。

组成染色体的染色质一般分为常染色质和异染色质，但异染色质区域基因表达受到抑制，因此DNA被甲基化，组蛋白被脱乙酰化。近年来，据报道，除了DNA甲基化和组蛋白乙酰化之外，组蛋白甲基化也会根据染色体结构而发生变化。但。它们之间的相互关系尚不清楚，也不知道哪些因素对于转录调控最重要。去年和前年，我们发现了一种新的植物DNA甲基化结合蛋白，并发表了一篇相关论文。由于很难鉴定与这些蛋白质形成复合物的蛋白质，今年我们改变了观点，从染色质结构的变化来探究DNA甲基化的机制。结果，我们通过使用抗甲基化抗体的间接抗体方法发现，玉米染色体中特有的异染色质区域被低甲基化。此外，当我们研究组蛋白的乙酰化时，我们发现它们被脱乙酰化，并且我们还研究了组蛋白H3和H4的单甲基化、二甲基化和三甲基化状态。结果，基因表达实际上并不发生在这个异染色质区域，但DNA修饰处于去甲基化状态，这是一种转录活性形式。组蛋白修饰表现出转录抑制类型，表明组蛋白修饰而不是 DNA 修饰负责该染色质区域的转录控制。各个研究人员正在根据实验结果讨论基因表达与染色质结构之间的关系，但认为DNA甲基化修饰并不直接参与表达，而是补充组蛋白修饰，可以说是进行遗传控制。

项目成果

クロモソーム 植物染色体研究の方法(アラビドプシスp58)(福井希一, 向井康比己, 谷口研至編著)

植物染色体研究的染色体方法（拟南芥p58）（福井喜一、向井泰引、谷口健二编）

• 发表时间: 2006
• 作者: 戸田 智基;鹿野 清宏;伊藤美佳子
• 通讯作者: 伊藤美佳子

Mikako Ito: "Methylated DNA-Binding Proteins from Arabidopsis"Plant Physiology. 133. 1747-1754 (2003)

Mikako Ito：“来自拟南芥的甲基化 DNA 结合蛋白”植物生理学。