シロイヌナズナ内在性トランスポゾンのエピジェネティックな制御

拟南芥内源转座子的表观遗传调控

基本信息

项目摘要

前年度までの研究で、トランスポゾンの転移抑制にDNAメチル化が必要であること、一度活性化されたトランスポゾンは野生型条件下でも転移し続けることなどを示した。本年度は、(1)トランスポゾンの制御に関わる他の因子について、(2)染色体上でのトランスポゾンの分布に影響する要因について中心に研究を進めた。(1)シロイヌナズナのCAF-1(Chromatin Assembly Factor 1)はDNA複製時におけるクロマチン再構築に関わる。caf-1変異体では、内在トランスポゾンCAC1を含め幾つかのトランスポゾン配列や不活性な外来遺伝子の転写レベルでの活性化が引き起こされた。クロマチン再構築因子はエピジェネティックな状態の安定な遺伝に寄与していると考えられる(Genes Cells 11,153-162)。(2)CAC1を初め多くのトランスポゾンはセントロメアのヘテロクロマチン領域で高頻度に観察される。CAC1の場合にはヘテロクロマチン特異的な挿入がその直接的な要因ではないことを以前報告した。トランスポゾンの分布に影響する他の要因として、ヘテロクロマチンに挿入したトランスポゾンが再度不活性化され、結果的にセントロメア周辺に蓄積してきた可能性も考えられる。野生型条件下でCAC1の転移を誘導する実験系を利用し、この可能性について検討した。予備的な結果では、ヘテロクロマチンに転移したCAC1において周囲の高度にメチル化された状態がトランスポゾン配列の内部に広がり再メチル化が観察された。現在、実験結果を再度検証している。DNA高メチル化の領域が世代を経ることで変化するかという問題も興味深い。本研究を通じて、トランスポゾン配列を中心に構成されるセントロメアの安定性やその進化、さらにヘテロクロマチンやDNA高メチル化領域の境界を決定する機構について理解が深まると期待される。
去年进行的研究表明,DNA甲基化对于抑制转座子转移是必要的,一旦激活,转座子即使在野生型条件下也会继续转移。今年,我们重点关注(1)参与转座子调控的其他因素,以及(2)影响转座子在染色体上分布的因素。 (1) 拟南芥 CAF-1(染色质组装因子 1)参与 DNA 复制过程中的染色质重塑。在caf-1突变体中,包括内源转座子CAC1在内的多个转座子序列和失活的外源基因在转录水平上被激活。染色质重塑因子被认为有助于表观遗传状态的稳定遗传(Genes Cells 11, 153-162)。 (2)许多转座子,包括CAC1,经常在着丝粒的异染色质区域中观察到。对于 CAC1,我们之前报道过异染色质特异性插入并不是直接原因。影响转座子分布的另一个因素是插入异染色质的转座子有可能再次失活,导致着丝粒周围积累。我们使用在野生型条件下诱导 CAC1 转移的实验系统研究了这种可能性。初步结果显示,在CAC1易位至异染色质中,周围的高度甲基化状态在转座子序列内扩散,并观察到再甲基化。目前我们正在重新验证实验结果。另一个有趣的问题是 DNA 高甲基化区域是否会随着世代的变化而变化。通过这项研究,我们希望加深对主要由转座子序列组成的着丝粒的稳定性和进化的理解,以及决定异染色质和DNA高甲基化区域边界的机制。

项目成果

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Genomic localization of endogenous mobile CACTA family transposons in natural variants of Arabidopsis thaliana
  • DOI:
    10.1007/s00438-003-0943-y
  • 发表时间:
    2004-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Miura, A;Kato, M;Kakutani, T
  • 通讯作者:
    Kakutani, T
Control of development and transposon movement by DNA methylation in Arabidopsis thaliana
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加藤 政臣其他文献

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