The roles and mechanisms of chromatin memory in the robust responses under flactuating environments

染色质记忆在波动环境下鲁棒反应中的作用和机制

• 批准号: 21H04977
• 负责人: 工藤 洋
• 金额: $ 403.94万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-05-18 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04977/
• 关键词: ヒストン修飾; H3K27me3; 長期環境応答; エピジェネティクス; ハクサンハタザオ

クロマチン長期記憶の環境応答におけるメカニズムと役割を理解するために、１．長期クロマチン記憶の新規メカニズム、２．新規環境要因で変化する長期クロマチン記憶のターゲット、３．長期クロマチン記憶の生態機能を明らかにすることが目的である。具体的には、① H3K27me3介在型プロモーターの解析による新規メカニズムの解明、② 修飾間のクロストークとDNAトポロジーの役割の解明、③ 温度ミミックをのターゲット解析、④ ウイルスで変化するロマチン記憶の解析、⑤ 長期クロマ チン記憶の温度依存性と生態機能の解明、⑥ 防御における季節ゲーティングの解明、である。2022年度には、2021年度に引き続き、①②③⑥に重点を置いた。その結果、シロイヌナズナの7つのH3K4メチル化酵素と３つのH3K4脱メチル化酵素の同定が完了し、それぞれがH3K4me1/me2/me3にどのように影響するかを整理した（Oya et al 2022 Nature Communications他）。また、H3K27me3よりもさらに長期の抑制記憶として働くH3K9meと、抑制修飾CpGメチル化とのつながりを遺伝学的に示した（To et al 2022 Nature Communications）。さらに、ハクサンハタザオから得られた配列を用いて、任意の遺伝子に長期環境応答を付与する実験系を確立した。「環境要因」では、温度ミミックを人工合成し、植物の温度刺激を代替することを明らかにした。「生態機能」では、ヒストン修飾を介して、病虫害に対する誘導防御がシャットダウンされる新しい機構が存在することを示した。また、関連する英文の総説（Nishio & Kudoh 2023 Current Opinion in Genetics & Development）と日本語の解説（本庄・工藤 2023a,b）を出版した。

Youdaoplaceholder0 ロ チ チ チ long-term memory <s:1> environment 応 answer におけるメカニズムと service を understanding するために, 1. Long-term ロ ロ チ チ <e:1> memory new rule メカニズム, 2. The new regulations should be subject to で changes in the environment, する long-term <s:1> ロ する チ <s:1> memory <s:1> タ ゲット ゲット ゲット, 3. Long-term ロ ロ チ チ チ memory <s:1> ecological function を clarity ら にする にする とが とが purpose である. Specific に は, (1) type H3K27me3 interface in プ ロ モ ー タ ー の parsing に よ る new rules メ カ ニ ズ ム の uttered, (2) between the modified の ク ロ ス ト ー ク と DNA ト ポ ロ ジ ー の service cut の uttered, (3) temperature ミ ミ ッ ク を の タ ー ゲ ッ ト parsing, (4) ウ イ ル ス で variations change す る ロ マ チ ン memory の parsing, (5) long-term ク ロ マ Youdaoplaceholder0 <e:1> memory <e:1> temperature dependence と ecological function <e:1> explanation, ⑥ defense against における season ゲ <s:1> ティ ティ グ グ である explanation, である. For the year 2022, に に; for the year 2021, に is cited at 続 続 続; for ①②③⑥に, the key point を is placed at た た. そ の results, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ の 7 つ の H3K4 メ チ ル phenoloxidase と 3 つ の H3K4 メ off チ ル phenoloxidase の with finished が し, そ れ ぞ れ が H3K4me1 me2 / me3 に ど の よ う に influence す る か を finishing し た (2022 Nature Oya et al Communications. ま た, H3K27me3 よ り も さ ら に long-term の inhibit memory と し て 働 く H3K9me と, inhibit modification CpG メ チ ル change と の つ な が り を but 伝 learn に shown し た (2022 Nature Communications To et al). さ ら に, ハ ク サ ン ハ タ ザ オ か ら have ら れ た matched with column を い て, arbitrary の posthumous son 伝 に long-term environmental 応 を give answer す る be を 験 department establish し た. "Environment by" で は, temperature ミ ミ ッ ク を synthetic し, plant の temperature stimulation を instead of す る こ と を Ming ら か に し た. "Ecological function" で は, ヒ ス ト ン modified を interface し て, plant diseases and insect pests に す seaborne る induced defense が シ ャ ッ ト ダ ウ ン さ れ る new し い institutions exist が す る こ と を shown し た. Youdaoplaceholder0, connection する English <s:1> 総 (Nishio & Kudoh 2023 Current Opinion in Genetics & Development) と Japanese <s:1> explanation (Kodo Honjo 2023a,b) を publication た.

项目成果

Altitudinal differentiation in the leaf wax-mediated flowering bud protection against frost in a perennial Arabidopsis

• DOI: 10.1007/s00442-021-04870-6
• 发表时间: 2021-02
• 期刊: Oecologia
• 影响因子: 2.7
• 作者: G. Yumoto;Yuko Sasaki-Sekimoto;B. Aryal;H. Ohta;H. Kudoh

Phenology of epigenetic regulation: Long-term analyses of H3K27me3 and H3K4me3 in a natural plant population

表观遗传调控的物候学：天然植物群体中 H3K27me3 和 H3K4me3 的长期分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Wang Chung-Chieh;Paul Sahana;Huang Shin-Yi;Wang Yi-Wen;Tsuboki Kazuhisa;Lee Dong-In;Lee Ji-Sun;赤林英夫;Kudoh H
• 通讯作者: Kudoh H

遺伝子発現制御の生態学：DNAメチル化・クロマチン修飾・RNAサイレンシング

基因表达调控生态学：DNA甲基化、染色质修饰、RNA沉默

• 发表时间: 2022
• 作者: 工藤洋

冬季の長期低温に応答する遺伝子の機能解析

冬季长期低温响应基因的功能分析

• 发表时间: 2023
• 作者: Carcea I;Caraballo N;Marlin B;Ooyama R;Riceberg J;Mendoza N;Opendak M;Diaz V;Schuster L;Alvarado T;Lethin H;Ramos D;Minder J;Mendoza S;Bair-Marshall C;Samadjopoulos G;Hidema S;Falkner A;Lin D;Mar A;Wadghiri Y;Nishimori K;Kikusui T;Mogi K;Sullivan R;Froemk;清水華子，柴田あかり，工藤洋
• 通讯作者: 清水華子，柴田あかり，工藤洋

短日性アオウキクサの花成限界日長が日本で多様化する理由とその分子機構

日本短日照浮萍开花极限光周期差异的原因及其分子机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Akabayashi;Hideo、Tim Ruberg、Chizuru Shikisima,、and Jun Yamashita;村中 智明，伊藤 照悟，工藤 洋，小山 時隆
• 通讯作者: 村中 智明，伊藤 照悟，工藤 洋，小山 時隆