データ駆動型アプローチによるエピゲノムを介したイネ胚乳の遺伝子発現制御機構の解明

使用数据驱动的方法阐明表观基因组介导的水稻胚乳基因表达控制机制

• 批准号: 19J00745
• 负责人: 西田 帆那
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J00745/
• 关键词: エピゲノム; ヒストン修飾; DNAメチル化; イネ; 胚乳; 遺伝子発現制御

本研究はイネ胚乳の複合的な遺伝子発現制御ネットワークを解明するために、遺伝子発現に関与するエピジェネティック制御因子を同定することを目的としている。H3K9me2は遺伝子発現抑制に働くことが示唆されており、胚乳では胚乳特異的発現遺伝子のH3K9me2が除去されると考えられる。これまでに、イネゲノムからシロイヌナズナのヒストンH3K9脱メチル化酵素であるIBM1 のホモログを同定し、ノックアウト体を作出した。ノックアウト体を用いてChIP-seqを行いヒストン修飾のパターンを検出するとともに、RNA-seqを行いトランスクリプトームへの影響を調査した。野生型とノックアウト体におけるヒストン修飾パターンを比較した結果、両者に明確な違いは観察されなかった。DNAメチル化は遺伝子発現制御やトランスポゾンのサイレンシングなどに重要である。シロイヌナズナではDRM2、CMT2および CMT3が非CGメチル化を制御することが知られている。イネのCMTの機能を明らかにするため、OsCMT2およびOsCMT3のノックアウト体を作出して全ゲノムバイサルファイトシーケンスを行いゲノムワイドなDNAメチル化への影響を検証するとともに、既報のosdrm2変異体のメチロームとの比較を行った。その結果、イネのCHGメチル化は主にOsCMT3によって制御されることが示唆された。また、シロイヌナズナでCHGとCHHメチル化に関与すると考えられていたCMT2は、イネではCHGメチル化にほとんど関与せず、CHGメチル化のみに関与すると考えられてきたCMT3が、イネでは長いトランスポゾンのCHHメチル化にも関与していることが明らかになった。以上の結果から、CMTは双子葉類と単子葉類の間で保存された機能を持つともに、イネに特有の役割を有している可能性が示唆された。

This study は イ ネ な of endosperm の composite 伝 son 発 now suppression ネ ッ ト ワ ー ク を interpret す る た め に, but 伝 発 now に masato and す る エ ピ ジ ェ ネ テ ィ ッ ク suppression factor を with fixed す る こ と を purpose と し て い る. H3K9me2 は posthumous son 伝 発 now inhibit に 働 く こ と が in stopping さ れ て お り, endosperm で は 発 now of endosperm specific 伝 son の H3K9me2 が remove さ れ る と exam え ら れ る. こ れ ま で に, イ ネ ゲ ノ ム か ら シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ の ヒ ス ト ン H3K9 メ off チ ル phenoloxidase で あ る IBM1 の ホ モ ロ グ を with し, ノ ッ ク ア ウ ト body を make し た. を ノ ッ ク ア ウ ト body with い て ChIP - seq を line い ヒ ス ト ン modified の パ タ ー ン を 検 out す る と と も に, RNA - seq を line い ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム へ の impact を investigation し た. Wild type と ノ ッ ク ア ウ ト body に お け る ヒ ス ト ン modified パ タ ー ン を compare し た results, struck に clear な violations い は 観 examine さ れ な か っ た. Traces of DNA メ チ ル change は 伝 son 発 now suppression や ト ラ ン ス ポ ゾ ン の サ イ レ ン シ ン グ な ど に important で あ る. シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ で は DRM2, CMT2 お よ び CMT3 が the CG メ チ ル change を suppression す る こ と が know ら れ て い る. イ ネ の CMT の function を Ming ら か に す る た め, OsCMT2 お よ び OsCMT3 の ノ ッ ク ア ウ ト body を make し て full ゲ ノ ム バ イ サ ル フ ァ イ ト シ ー ケ ン ス を line い ゲ ノ ム ワ イ ド な DNA メ チ ル change へ の influence を 検 card す る と と も に, both reported の osdrm2 - variant の メ チ ロ ー ム と の is っ を line Youdaoplaceholder0. The そ result, the ネ ネ CHGメチ ネ modulation された master にOsCMT3によって control される される とが とが indication された. ま た, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ で CHG と CHH メ チ ル change に masato and す る と exam え ら れ て い た CMT2 は, イ ネ で は CHG メ チ ル change に ほ と ん ど masato and せ ず, CHG メ チ ル change の み に masato and す る と exam え ら れ て き た CMT3 が, イ ネ で は long い ト ラ ン ス ポ ゾ ン の CHH メ チ ル change に も masato and し て い る こ Youdaoplaceholder0 Ming ら になった. の above results か ら, CMT は Gemini leafy と 単 cotyledon class between の で save さ れ た function を hold つ と も に, イ ネ cut を に の unique service have し て い が る possibility in stopping さ れ た.

项目成果

ミヤコグサ NLP 転写因子は硝酸に応答して根粒形成初期過程を制御する

Lotus japonicum NLP转录因子控制硝酸盐反应的早期结瘤过程

• 发表时间: 2020
• 作者: Bottcher Alexandra;Domingues-Junior Adilson Pereira;Souza Leonardo Perez de;Tohge Takayuki;Araujo Wagner Luiz;Fernie Alisdair Robert;Mazzafera Paulo;西田帆那;鈴木孝征;伊藤百代;野元美佳;西嶋遼;川勝泰二;多田安臣;川口正代司;寿崎拓哉
• 通讯作者: 西田帆那;鈴木孝征;伊藤百代;野元美佳;西嶋遼;川勝泰二;多田安臣;川口正代司;寿崎拓哉

ミヤコグサNLP転写因子による硝酸に応答した根粒共生抑制制御機構の解析

莲花NLP转录因子响应硝酸盐抑制根瘤共生的调控机制分析

• 发表时间: 2019
• 作者: 西田 帆那;野元 美佳;伊藤 百代;鈴木 孝征;川勝 泰二;西嶋 遼;多田 安臣;川口 正代司;寿崎 拓哉
• 通讯作者: 寿崎 拓哉

イネの非CGメチル化におけるCHROMOMETHYLASEの機能解析

铬甲基化酶在水稻非CG甲基化中的功能分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 西田 帆那;肥後あすか;辻寛之;川勝 泰二
• 通讯作者: 川勝 泰二

Autoregulation of nodulation pathway is dispensable for nitrate-induced control of rhizobial infection

• DOI: 10.1080/15592324.2020.1733814
• 发表时间: 2020-02-27
• 期刊: PLANT SIGNALING & BEHAVIOR
• 影响因子: 2.9
• 作者: Nishida, Hanna;Ito, Momoyo;Suzaki, Takuya
• 通讯作者: Suzaki, Takuya

硝酸による根粒共生初期過程の抑制制御におけるミヤコグサ NLP 遺伝子の働き

莲子NLP基因抑制硝酸盐诱导根瘤共生早期过程的作用

• 发表时间: 2019
• 作者: 西田帆那;寿崎拓哉;伊藤 百代; 番場 大; 陳 漢謀; 野崎 翔平; 田島 由理; 三浦 謙治; 佐藤 修正; 壽崎 拓哉;壽崎 拓哉;Suzaki Takuya;渡部 将弘; 西田 帆那; 伊藤 百代; 壽崎 拓哉;壽崎 拓哉;大熊直生; 征矢野敬; 壽崎 拓哉; 川口正代司;壽崎 拓哉;Takuya Suzaki;寿崎拓哉;西田帆那;野元美佳;伊藤百代;鈴木孝征;川勝泰二;西嶋遼;多田安臣;川口正代司;寿崎拓哉
• 通讯作者: 西田帆那;野元美佳;伊藤百代;鈴木孝征;川勝泰二;西嶋遼;多田安臣;川口正代司;寿崎拓哉