ラン科植物における転写後修飾によるエピジェネティックなクロマチン動態の研究

通过兰科植物转录后修饰研究表观遗传染色质动态

• 批准号: 14F03399
• 负责人: 向井 康比己
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Osaka Kyoiku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14F03399/
• 关键词: ラン科植物; DNAのメチル化; ヒストン修飾; ヘテロクロマチン; エピジェネチック; 花粉形成; 花粉粒分裂; ヒストンリン酸化抗体; Cymbidium; Dendrobium; エピジェネティックス; 減数分裂; 免疫染色; 抗メチル化シトシン抗体; ヒストン修飾抗体

インド原産を含む23種（Cymbidium12種およびDendrobium11種）のランを用いて、細胞周期が活発である体細胞分裂、減数分裂、花粉分裂のそれぞれの組織から染色体または核の標本を作製し、各種ヒストン修飾抗体で免疫FISHを行い、蛍光顕微鏡でクロマチンのエピジェネティックな動態を観察した。ヒストンのメチル化、リン酸化、アセチル化に注目しつつ、ヘテロクロマチンやユークロマチンといったクロマチン構造の変化を可視化した。また、それらの雑種を用いて、雑種形成に伴うゲノムのエピジェネティックな変化も調べた。体細胞分裂中期から後期にかけての染色体では、ユークロマチン特異的なヒストン修飾が観察されなかったことから、この期間は転写的に不活性であることを示し、アセチル化特異的なヒストン抗体を用いた実験からは、細胞分裂期の各ステージが進むにつれてアセチル化が減少していき、後期ではなくなることが分かった。ヒストンリン酸化抗体（H3S10ph、H3S10phK14ac）で中期染色体の動原体周辺を検出することができ、細胞分裂が進行するにつれてリン酸化されたヒストンは減少した。特に、H3S10phK14acは植物における染色体のセントロメアを同定する細胞学的マーカーとして有効であることが分かった。花粉粒分裂Iにおけるクロマチン動態に関して、ユークロマチン特異的なヒストン抗体（H3K27me3）では花粉粒分裂の前中期染色体においてシグナルが強く検出された。一方、ヘテロクロマチン特異的なヒストン抗体（H3K9me1）では生殖核に、H3K9me2では栄養核に、H3K27me1では両方にシグナルが検出された。このように、花粉形成におけるヒストンのエピジェネティックな変化を、小胞子分裂や栄養核・精核におけるクロマチンの状態を転写活性と関連づけることができた。

使用23种Cymbidium（Cymbidium和111111种），来自花粉分裂的每个组织，缓解和花粉分裂的每个组织，都在细胞周期中产生。观察到荧光显微镜的染色质的表观观念动力学。为了关注组蛋白的甲基化，磷酸化和乙酰化，我们可视化了染色质结构（例如异染色质和念珠菌素）的变化。使用这些杂种，我们还检查了与杂种形成相关的基因组表观遗传学变化。由于从中部到下半部的细胞中间的染色体未通过念珠菌特异性的病变修饰观察到，因此该时期表明它被灭活并使用了phyton抗体，该抗体是乙酰化的。随着细胞分裂过程中的每个阶段的发展，乙酰化的降低，下半场不再是。组蛋白氧化物抗体（H3S10PH，H3S10PHK14AC）可以检测到中期染色体的外围，并且随着细胞分裂的发展，磷酸化的组蛋白下降。特别是，发现H3S10PHK14AC是鉴定植物中染色体丝粒的细胞标记物有效的。在花粉谷物分裂I中的染色质动力学方面，在花粉谷物分裂的中间染色体中，已强烈检测到念珠菌特异性physton抗体（H3K27ME3）。另一方面，在GAPS，H3K9ME2和营养核中检测到异染色质特异性physton抗体（H3K9ME1），均检测到H3K27ME1中的两个。这样，小孢子中染色质状态，营养和精子，史季的花粉形成的表观遗传变化与染色质状态的转录活性有关。

项目成果

Cytogenetic landscape of epigenetic signatures in Cymbidium sinense (Orchidaceae).

蕙兰（兰科）表观遗传特征的细胞遗传学景观。

• 发表时间: 2015
• 作者: M.Navaneethan;J.Archana;S.Harish;T.Koyama and Y.Hayakawa;Sharma S.K. and Mukai Y.
• 通讯作者: Sharma S.K. and Mukai Y.

インドにおける高等学校教育の”遺伝の科学”

印度高中教育中的“遗传学”

• 发表时间: 2015
• 期刊: 生物の科学 遺伝
• 作者: サントッシュ･クマール･シャルマ;山本真紀
• 通讯作者: 山本真紀