レトロトランスポゾンによる植物ゲノムのヘテロクロマチン化:その制御と進化の解析

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全塩基配列が解析されたイネとシロイヌナズナの系で、ヘテロクロマチン領域を形成するレトロトランスポゾンに着目し、植物ゲノムにおけるヘテロクロマチンのサイレンシングとその解除の機構解明を研究目的とした。その成果は以下の3点にまとめられる。(1)イネゲノムの低メチル化状態におけるトランスポゾンの発現量の網羅的解析:ゲノムDNAの低メチル化を誘導するイネDDM1ホモログのアンチセンス形質転換体(葉)及び5-azacitidine処理後の懸濁培養細胞を用いて、レトロトランスポゾンの発現量の変化を網羅的に解析した。イネ・トランスポゾンマクロアレイを作成し、低メチル化で発現が上昇するレトロトランスポゾンを網羅的に同定した。さらに、イネセントロメア/ペリセントロメア領域に局在するレトロトランスポゾンに的を絞り、以降の実験を行った。(2)イネセントロメア/ペリセントロメア特異的レトロトランスポゾン、RIRE7のクロマチン状態の解析:上記形質転換植物体、および培養細胞を材料として、レトロトランスポゾン、RIRE7を含むヘテロクロマチン領域について、bisulfite sequencing法によってシトシンのメチル化部位とメチル化の種類を明らかにした。(3)シロイヌナズナの第3染色体ペリセントロメア領域に存在するtRNA synthetase遺伝子の偽遺伝子化に、繰り返し起きたレトロトランスポゾンの挿入がどのようにかかわったかを、挿入年代を含めて詳細なデータベース解析から明らかにした。