シロイヌナズナの形態形成に関わるFASCIATA遺伝子の機能解析

拟南芥形态发生中 FASCIATA 基因的功能分析

基本信息

批准号：
01J02860
负责人：
賀屋秀隆
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J02860/
关键词：
植物シロイヌナズナ FASCIATA CAF-1 ASF-1 エピジェネティクス形態形成 ASF1

项目摘要

研究目的は,DNA複製に伴うヌクレオソーム再構築時における遺伝子の発現状態を安定に維持する機構(エピジェネティック情報の維持機構)がシロイヌナズナの形態形成においてどのような役割を果たしているのかを明らかにすることである.この機構に関わる因子であるシロイヌナズナのFASCIATA(FAS)遺伝子と,これと機能的相同性を有するanti-silencing function 1 (ASF1)遺伝子の解析をおこなった.1)ASF1は核に局在するASF1a,ASF1b遺伝子を含むゲノムDNA断片中にGFPあるいはGUS遺伝子を挿入したレポーター遺伝子を構築し,野生型に形質導入した。レポーター遺伝子の発現パターンを内在のものに近づけるため、GFP/GUS遺伝子は融合蛋白質を合成するように構築した.ASF1a,ASF1b遺伝子は茎頂分裂組織,根端分裂組織で強く発現することを明らかにした.さらに,GFP融合レポーター遺伝子の解析から,融合蛋白質は主に核に局在することを明らかにした.2)fas,asf1a;asf1b変異体ではTSIの脱抑制が起こり,fas変異体ではCACATAの脱抑制も起こっている.野生型では発現が抑制されているTSI (Transcriptionally Silent Information), CACTA element (Transposon)の発現をRT-PCR法により調べたところ,fas変異体ではTSIとCACTAの,asf1a-1;asf1b-2変異体ではTSIの発現を検出し,野生型より脱抑制が強く起こっていることを明らかにした.さらに,発生段階的に脱抑制の程度も増すことも明らかにした.in situ RNA hybridization法により,茎頂分裂組織におけるCACTAの脱抑制のパターンを調べたところ,ゲノムDNAのメチル化が低下しているddm1変異体では一様に発現していたのに対して,fas変異体では偶発的に一部の細胞で発現していることを明らかにした.以上の結果は,FAS(CAF-1),ASF1が,細胞分裂に伴うクロマチン再構築を通して遺伝子発現を制御し,ゲノム構造の安定的な継承に関わることを示唆するものと考えている.

本研究的目的是阐明拟南芥FAS（FAS）基因在伴随DNA复制的核小体重建过程中稳定维持基因表达状态的机制（表观遗传信息维持机制）在拟南芥形态发生中的作用。参与该机制的因子，以及与该基因具有功能同源性的抗沉默功能1，我们分析了 (ASF1) 基因。1) ASF1 位于细胞核中，我们通过将 GFP 或 GUS 基因插入包含 ASF1a 和 ASF1b 基因的基因组 DNA 片段中构建了报告基因，并将其转导到野生型中。为了使报告基因的表达模式更加接近内源的表达模式，构建了GFP/GUS基因，合成了融合蛋白。发现ASF1a和ASF1b基因在茎尖分生组织和根分生组织中强表达。此外，GFP融合库对目标蛋白的分析表明，融合蛋白主要位于细胞核中。2)在fas、asf1a、asf1b突变体中，TSI被去抑制，而在fas突变体中，TSI的表达也被去抑制。野生型(转录沉默信息),当通过RT-PCR研究CACTA元件(转座子)的表达时，我们检测到fas突变体中TSI和CACTA的表达，以及asf1a-1;asf1b-2突变体中TSI的表达，并且我们发现去抑制的发生程度取决于 RNA 的类型。此外，我们还发现去抑制的程度随着原位 RNA 的发育阶段而增加。当我们通过杂交检查茎尖分生组织中 CACTA 的抑制模式时，我们发现它在 ddm1 突变体中均匀表达，该突变体降低了基因组 DNA 甲基化，而在 fas 突变体中，我们意外地发现它是均匀表达的。 FAS (CAF-1) 和 ASF1 在某些细胞中表达，我们认为这表明这与稳定遗传有关。