植物エピゲノミクスで解き明かす遺伝子内修飾の機能と制御

通过植物表观基因组学揭示基因内修饰的功能和调控

• 批准号: 19J21882
• 负责人: 大矢 恵代
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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-19J21882/
• 关键词: クロマチン; エピゲノム; 植物; H3K4me; 機械学習; H3K4メチル化; クロマチン修飾; エピジェネティクス; 転写; 転写制御; 遺伝学

[昨年度までの経過] 同定した3つのH3K4me1を担う、シロイヌナズナメチル化酵素タンパク質について、ゲノム局在をChIP-seqにより実験的に決定した。局在特異性のルールを、二種類の機械学習にモデル化させることで、ひとつは転写コンプレクスと協働して転写領域にリクルートされ、後2つは特定のDNA配列やクロマチン修飾を手がかりに標的するらしいことを見出した。公開データを用いたモデリングから、同様の分化が動物でも保存されていることが示唆された。[今年度の成果]1. モデルの実験的検証を行った。モデル上示されたリクルータ候補をそれぞれ失ったような変異体群を作成し、メチル化酵素の局在とH3K4me1パターンの変化を調べた。併行して、異なる手法での検証として、生化学的にリクルータ候補とメチル化酵素タンパク質のphysical interaction検出に取り組み、リクルータ候補を絞り込んだ。2. 初年度に見出していた、長期的なH3K4me1喪失がゲノム安定性を損なう経路を調べた。エピゲノムへどう影響するか、特異性を詳細にin silico解析し、H3K4me1喪失がRdDM経路のうち一部のlociを促進する可能性を見出した。3. 一連の結果を論文にまとめて投稿し、博士論文を執筆した。より包括的にH3K4me制御を理解すべく主に以下の実験を準備した: H3K4meメチル化酵素のinteractome解析のため、免疫沈降の条件を最適化した/ これまで主に注目してきたメチル化酵素遺伝子と同じファミリーの他因子についても遺伝学的材料を準備した

[直至去年的进展]使用CHIP-SEQ实验确定了拟南芥甲基酶蛋白的基因组定位，该拟南芥甲基化酶蛋白（负责三种已鉴定的H3K4Me1s）的基因组定位。通过将定位特异性规则建模为两种类型的机器学习，我们发现一种与转录复合物合作募集到转录区域，另外两个显然是针对特定的DNA序列和染色质修饰作为提示。使用公共数据进行建模表明，在动物中可以保留类似的分化。 [今年的结果] 1。进行了模型的实验验证。研究了一组丢失模型中显示的招聘者候选者的突变体，以及H3K4ME1模式的变化的定位。此外，作为使用不同方法的测试，我们在生化上研究了招募者候选者和甲基酶蛋白之间的物理相互作用，并缩小了招募者候选者的选择。 2。我们研究了在第一年发现长期H3K4ME1损失以损害基因组稳定性的途径。我们详细分析了对表观基因组的影响的特异性，发现H3K4ME1损失可以促进一些RDDM途径的可能性。 3。在论文中提交一系列结果，并撰写博士学位论文。为了更全面地了解H3K4ME的控制，准备了以下实验：优化了免疫沉淀的条件，用于与H3K4ME甲基酶/遗传材料进行相互作用分析与与甲基酶基因相同的其他因素的相同因素，该基因的其他因素主要集中在现在。

项目成果

‘記録’と‘解読’; 機械学習が示すH3K4メチル化制御の2つの様式

机器学习揭示H3K4甲基化控制的两种模式

• 发表时间: 2020
• 作者: Satoyo Oya;Tetsuji Kakutani and Soichi Inagaki
• 通讯作者: Tetsuji Kakutani and Soichi Inagaki

Transcription-coupled and epigenome-encoded H3K4 methylations are governed by multiple methyltransferases with different targeting mechanisms

转录偶联和表观基因组编码的 H3K4 甲基化由具有不同靶向机制的多种甲基转移酶控制

• 发表时间: 2021
• 作者: Satoyo Oya;Tetsuji Kakutani and Soichi Inagaki
• 通讯作者: Tetsuji Kakutani and Soichi Inagaki

機械学習で判別するH3K4me制御の二形態; 転写の上流と下流

机器学习确定的 H3K4me 调节的两种形式；

• 发表时间: 2019
• 作者: 大矢恵代;稲垣宗一;角谷徹仁
• 通讯作者: 角谷徹仁

Towards understanding function and regulation of H3K4me in gene body

理解基因体中 H3K4me 的功能和调控

• 发表时间: 2019
• 作者: Satoyo Oya;Soichi Inagaki;Tetsuji Kakutani
• 通讯作者: Tetsuji Kakutani

Transcription-coupled and epigenome-encoded mechanisms direct H3K4 methylation.

转录偶联和表观基因组编码机制指导 H3K4 甲基化。

• DOI: 10.1101/2021.06.03.446702
• 发表时间: 2021
• 期刊: bioRxiv
• 作者: Satoyo Oya;Mayumi Takahashi;Kazuya Takashima;Tetsuji Kakutani;Soichi Inagaki
• 通讯作者: Soichi Inagaki