ゲノム恒常性を支えるヘテロクロマチン形成機構の解明

阐明支持基因组稳态的异染色质形成机制

基本信息

批准号：
22K06182
负责人：
安喜史織
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06182/
关键词：
クロマチン構造ヒストン修飾植物ホルモンゲノム恒常性

项目摘要

生命の設計図であるゲノムDNAを安定的に保つことは生物にとって非常に重要である。植物はDNA損傷を誘発するようなストレスから逃れることができないため、ゲノム安定性を維持する機構はなおさら重要である。ゲノムを脅かすものとして、DNA複製エラーなどの内的要因があるが、植物の場合は紫外線や光合成過程で産生される活性酸素、土壌中の重金属、病原菌感染など、様々なストレスがDNA損傷を誘発する。したがって、ゲノムの傷を治すDNA修復マシナリーだけでなく、そもそも傷が入らないようにゲノムを守る仕組みも非常に重要であると考えられるが、その実体は全く解明されておらず、未解明の「問い」として残されたままである。本研究では「植物ホルモンの一種であるオーキシンがクロマチン構造を制御することによりゲノム恒常性を維持する」という仮説を立て、その検証を行うことにより、ホルモンによるゲノム安定性制御という新たな概念を提示することを目標とした。オーキシンの下流でヒストン修飾因子のタンパク質の安定性が増すことをすでに明らかにしていたことから、本年度はヒストン修飾因子の安定性に関わると想定していたタンパク質分解関連因子に着目し、解析を行った。その結果、in vitroでヒストン修飾因子とタンパク質分解関連因子が直接相互作用することを明らかにした。さらに、タンパク質分解関連因子がオーキシンによりどのように制御されるのかを調べた。その結果、この因子は転写レベルでもタンパク質レベルでも外的なオーキシンに応答しなかったことから、当初想定していなかった制御系が存在すると考えられた。

对于生物来说，保持稳定的基因组DNA非常重要，这是生命的蓝图。维持基因组稳定性的机制更加重要，因为植物无法逃避诱导DNA损伤的压力。内部因素（例如DNA复制误差）威胁着基因组，但是在植物中，诸如紫外线射线，光合作用期间产生的活性氧，土壤中的重金属和致病感染产生的各种应力会诱导DNA损害。因此，不仅可以治愈基因组伤口的DNA修复机，而且还认为保护基因组的机制使得没有伤口进入的机制非常重要，而且根本没有澄清其真实性质，并且仍然是一个无法解释的“问题”。这项研究旨在通过调节染色质结构来提出基于激素的基因组稳定性调节的新概念，并通过验证这一点，目的是提出基于激素的基因组稳定性调节的新概念。正如已经揭示的那样，组蛋白修饰剂的蛋白质稳定性增加了生长素的下游，今年我们专注于蛋白水解相关因素，这些因子被认为与组蛋白修饰剂的稳定性有关，并分析了它们。结果表明，组蛋白修饰剂和蛋白水解相关因素直接在体外相互作用。此外，我们研究了如何通过生长素调节蛋白水解相关因素。结果，该因素在转录或蛋白质水平上没有对外部生长素做出反应，因此认为有一个最初不打算的调节系统。