クロボ菌の共生とDNA脱メチル化による雌雄異株植物ヒロハノマンテマの性転換機構

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本研究は、雌雄異株植物ヒロハノマンテマを用い、性染色体上にある性決定遺伝子のDNAメチル化による発現制御を調べることにより、植物での性決定機構を解明することを目的としている。この分野は哺乳類での研究が最も進んでいるため、平成15年5月から16年10月まで米国チュレーン大学のEhrlich教授のもとで、ヒトの生殖細胞や生殖器官のガンでのDNAメチル化について研究を行った。性染色体は常染色体に比ベリピート配列が多いが、リピート配列のDNAメチル化がクロマチン構造や遺伝子発現に与える影響はほとんどわかっていない。ヒトのリピート配列NBL2が、生殖細胞特異的にDNA脱メチル化されており、乳ガンや卵巣ガンでも脱メチル化、あるいは逆に高メチル化されていることを見つけた。これはガンの遺伝子診断に使える可能性がある(Cancer Biology & Therapy,2005)。生殖細胞やガン特異的なDNAメチル化の変化は、NBL2リピート全体で均一に起こらず決まった位置で局所的に起こっていることも分かった(Mol. Cancer Res.,2005)。NBL2リピートのDNAメチル化の変化は、周辺のクロマチン構造を変え、他の遺伝子発現を制御していると考えられるので、マイクロアレイ解析により発現調節を受けている遺伝子を探した(論文投稿中)。ヒロハノマンテマではDNA脱メチル化剤処理で性転換が起こるが、性決定遺伝子の発現制御は全くわかっていない。Y染色体上の遺伝子S1AP3Yは、雄の花芽特異的に発現している性分化・性決定因子の一つである。Y染色体上のS1AP3Yの発現制御解明のため、S1AP3Y遺伝子のゲノム配列を決定し、プロモーター配列のメチル化マッピングを行った(論文準備中)。