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。

对于生命体来说，稳定地维持作为生命蓝图的基因组DNA极其重要。维持基因组稳定性的机制显得尤为重要，因为植物无法逃避诱导 DNA 损伤的胁迫。基因组受到DNA复制错误等内部因素的威胁，但在植物中，紫外线、光合作用过程中产生的活性氧、土壤中的重金属和病原体感染等各种胁迫都会引起DNA损伤。因此，人们认为，不仅治愈基因组损伤的DNA修复机制，而且首先保护基因组免受损伤的机制也极其重要，但这种机制的实际性质尚未完全阐明。，还有很多未知的遗留问题。在这项研究中，我们假设“生长素是一种植物激素，通过控制染色质结构来维持基因组稳态”，并通过验证这一假设，我们提出了通过激素控制基因组稳定性的新概念。由于已经发现组蛋白修饰蛋白的稳定性会增加生长素的下游，因此今年我们重点分析了被认为与组蛋白修饰蛋白稳定性有关的蛋白水解相关因素。结果，我们发现组蛋白修饰剂和蛋白质降解相关因子在体外直接相互作用。此外，我们研究了生长素如何调节蛋白质降解相关因子。因此，该因子在转录或蛋白质水平上均不响应外部生长素，这表明存在意想不到的调节系统。