DNA倍加誘導に必要なクロマチン制御系の解明

阐明 DNA 加倍诱导所需的染色质控制系统

• 批准号: 21H04715
• 负责人: 梅田 正明
• 金额: $ 26.46万
• 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 (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04715/
• 关键词: DNA倍加; クロマチン; ヒストン

DNA倍加は一つ一つの細胞の中でDNA量が倍々に増えていく現象である。DNA倍加が起こると細胞や器官が大きくなるため、地球上の植物バイオマス生産に大きく貢献している。しかし、植物にはDNA倍加を全く起こさない種も存在し、何がDNA倍加能を決める要因となっているかは未だ明らかにされていない。我々は、DNA倍加の誘導には細胞周期進行の抑制の他に、クロマチン構造の緩和も必要であることを明らかにしてきた。そこで本研究では、どのようなメカニズムでクロマチンが緩み、DNA倍加が誘導されるのかを明らかにすることにより、DNA倍加能を規定する要因について解明することを目標とする。これまでの研究で、ヒストンシャペロンCAF-1複合体のサブユニットの一つであるFAS1がサイクリン依存性キナーゼ(CDK)によりリン酸化されること、またCDKやFAS1のシロイヌナズナ変異体ではヘテロクロマチンの脱凝縮が見られ、DNA倍数性が上昇していることがわかっている。このことから、「CDKによるFAS1のリン酸化がCAF-1を活性化し、ヘテロクロマチン化を促進することで細胞分裂からDNA倍加への移行を阻害している」という仮説を立てるに至った。この仮説を検証するために、まず質量分析によりFAS1のリン酸化部位の同定を試みた。全長のFAS1組換えタンパク質を３分割しリン酸化反応を行ったところ、２つの領域がリン酸化を受けることが明らかになったが、そのうちの１つの領域はアミノ酸の偏りが見られるため、質量分析によりリン酸化部位を特定するには至らなかった。そこで、リン酸化を受ける可能性のある部位に順次アラニン置換を導入する準備を開始した。その他に、ヘテロクロマチン形成に関わるヒストン修飾酵素について解析するため、マーカー系統等の準備も開始した。

The phenomenon that the amount of でDNA in a <s:1> cell <e:1> increases が times 々に when the DNA is multiplied by である である く く く である である. Since DNA instead が こ る と cell や organ が big き く な る た め, earth の バ イ オ マ ス production に big き く contribution し て い る. し か し, plant に は DNA instead を く up all こ さ な い kind し も exist, how should め が DNA can doubly を る by と な っ て い る か は not だ Ming ら か に さ れ て い な い. I 々 は, DNA instead の induced に は cell cycle の の he に, ク ロ マ チ ン tectonic の ease も necessary で あ る こ と を Ming ら か に し て き た. そ こ で this study で は, ど の よ う な メ カ ニ ズ ム で ク ロ マ チ ン が slow み, DNA instead が induced さ れ る の か を Ming ら か に す る こ と に よ り, DNA can doubly を す る by に つ い て interpret す る こ と を target と す る. こ れ ま で の research で, ヒ ス ト ン シ ャ ペ ロ ン CAF - 1 complex の サ ブ ユ ニ ッ ト の a つ で あ る FAS1 が サ イ ク リ ン dependency キ ナ ー ゼ (CDK) に よ り リ ン acidification さ れ る こ と, ま た CDK や FAS1 の シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ - variant で は ヘ テ ロ ク ロ マ チ ン の condensation off が see ら れ, DNA ploidy Youdaoplaceholder0 ascends to て る る とがわ って って る る. , こ の こ と か ら "CDK に よ る FAS1 の リ ン acidification が CAF - 1 を activeness し, ヘ テ ロ ク ロ マ チ ン を promoting す る こ と で cell division か ら DNA instead へ の transitional を resistance against し て い る" と い う 仮 said を て る に to っ た. <s:1> 仮 仮 said that を検 proved するために, まず quality analysis によ <s:1> FAS1 <s:1> リ <s:1> the acidification site <e:1> was determined by を test みた. Span の FAS1 group in え タ ン パ ク を segmentation (3 し リ ン acidification anti 応 を line っ た と こ ろ, 2 つ の field が リ ン acidification を by け る こ と が Ming ら か に な っ た が, そ の う ち の 1 つ の field は ア ミ ノ acid の partial り が see ら れ る た め, quality analysis に よ り リ ン acidification parts を specific す る に は to ら な か っ た. そ こ で, リ ン acidification を by け る possibility の あ る parts に progressive ア ラ ニ ン replacement を import す る preparations begin を し た. そ の に, ヘ テ ロ ク ロ マ チ ン form に masato わ る ヒ ス ト ン modification enzyme に つ い て parsing す る た め, マ ー カ ー system の preparations begin も し た.

项目成果

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Regulation of the Plant Cell Cycle in Response to Hormones and the Environment

植物细胞周期对激素和环境的反应的调节

• DOI: 10.1146/annurev-arplant-080720-103739
• 发表时间: 2021
• 期刊: Annual Review of Plant Biology
• 影响因子: 23.9
• 作者: Shimotohno Akie;Aki Shiori S.;Takahashi Naoki;Umeda Masaaki
• 通讯作者: Umeda Masaaki

Proteolysis of histone methyltransferases controls cell cycle progression in Arabidopsis

组蛋白甲基转移酶的蛋白水解控制拟南芥细胞周期进程

• 发表时间: 2022
• 作者: Kar Yee Moo;正田晃子;真鍋はるか;高塚大知;安喜史織;梅田正明
• 通讯作者: 梅田正明

GMI(オーストリア)

GMI（奥地利）

植物成長を制御する分子メカニズムの解明

阐明控制植物生长的分子机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 井上 綾;井上 貴斗;吉永 直子;森 哲;森 直樹;梅田正明
• 通讯作者: 梅田正明