植物の新規インプリンティング遺伝子の網羅的検索

ゲノムインプリンティングは胎生発生をする動植物に共通に見られ、マウスではすでに50以上の遺伝子が明らかになっている。被子植物では胚乳においてゲノムインプリンティングが観察される。胚乳では、母由来のゲノムは胚乳発生に抑制的に働き、父由来のゲノムは促進的に働くことがわかっている。その原因となるインプリント遺伝子の解析は胚乳発生を理解する上で必要不可欠である。本研究ではシロイヌナズナのFWA遺伝子が二つ目インプリント遺伝子であることを明らかにした。FWA遺伝子の発現を詳細に検討し、受精前の中央細胞と受精後の胚乳において発現していることを明らかにした。また雄性配偶体と雌性配偶体由来のどちらのアレルが発現しているかを検討した結果より、FWA遺伝子は雌性配偶体由来アレルのみ発現し、維持型DNAメチル化酵素遺伝子とDNAグリコシラーゼ遺伝子の機能によって発現調節されることが明らかになった(Science 2004 303:521-523)。また、シロイヌナズナを用いて新規インプリント遺伝子の変異体の選抜をおこなった。変異体の選抜方法には、インプリント遺伝子はDNAのメチル化により制御されていることを利用した。維持型DNAメチル化酵素遺伝子の変異体を用い、新たに低メチル化等のエピジェネティックな変異を誘導した。その個体の中から、インプリント遺伝子MEDEAを抑圧し、その抑圧の表現形にparent-of-originがある遺伝子座を選抜し候補変異体を得た。マッピングにより、候補遺伝子は2番染色体に座乗する結果を得た。

ゲノムインプリンティングは胎生発生をする動植物に共通に見られ、マウスではすでに50以上の遺伝子が明らかになっている。被子植物では胚乳においてゲノムインプリンティングが観察される。胚乳では、母由来のゲノムは胚乳発生に抑制的に働き、父由来のゲノムは促進的に働くことがわかっている。その原因となるインプリント遺伝子の解析は胚乳発生を理解する上で必要不可欠である。本研究ではシロイヌナズナのFWA遺伝子が二つ目インプリント遺伝子であることを明らかにした。FWA遺伝子の発現を詳細に検討し、受精前の中央細胞と受精後の胚乳において発現していることを明らかにした。また雄性配偶体と雌性配偶体由来のどちらのアレルが発現しているかを検討した結果より、FWA遺伝子は雌性配偶体由来アレルのみ発現し、維持型DNAメチル化酵素遺伝子とDNAグリコシラーゼ遺伝子の機能によって発現調節されることが明らかになった(Science 2004 303:521-523)。また、シロイヌナズナを用いて新規インプリント遺伝子の変異体の選抜をおこなった。変異体の選抜方法には、インプリント遺伝子はDNAのメチル化により制御されていることを利用した。維持型DNAメチル化酵素遺伝子の変異体を用い、新たに低メチル化等のエピジェネティックな変異を誘導した。その個体の中から、インプリント遺伝子MEDEAを抑圧し、その抑圧の表現形にparent-of-originがある遺伝子座を選抜し候補変異体を得た。マッピングにより、候補遺伝子は2番染色体に座乗する結果を得た。