エピジェネティック変異イネEpi-dlを用いた遺伝子発現制御機構の解明

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課題担当者は、1個体内に矮性と正常の表現型がキメラ状に混在するイネ突然変異体Epi-d1を見いだし、この現象の解明に取り組んでいる。前年度までに、この不安定な表現型は第5染色体上のD1(三量体Gタンパクαサブユニット)遺伝子座のDNAメチル化状態とヒストン修飾が不安定に変化し、D1遺伝子発現を不安定にしていることに起因することを突き止めた。そこで、今年度はこのDNAおよびヒストン修飾の不安定性がどのようにして与えられているのかを検証した。最近、DNAメチル化やクロマチン状態を導く因子としてsmall RNAの関与が報告されている。このsmall RNAはリピート配列より発生し、そのリピート配列にDNAメチル化を付加し、ヘテロクロマチン化を誘導することが知られている。D1遺伝子の上流域には高度に保存されたリピート配列が存在し、また、この領域のDNAメチル化状態が不安定に変化していることからこの不安定性にはsmall RNAの関与を疑った。そこでポジショナルクローニングで特定した33.5kbの領域内に、30塩基のプローブを1塩基ずつずらして設計した超高密度タイリングアレイによるsmall RNAのスクリーニングを行った。野生型日本晴、Epi-d1の正常型、Epi-d1の矮性型からsmall RNAを精製し、蛍光標識してタイリングアレイにハイブリダイズしたところ、多数のsmall RNAを検出した。また、幾つかの領域で伽Epi-d1の矮性型が日本晴やEpi-d1の正常型に比べて高いsmall RNAシグナルを示した。この結果を受けてsmall RNAのノーザンハイブリダイゼーションによる発現解析を行ったところ、アレイで検出したsmall RNArシグナルはほぼ全てのプローブで検出することができたが、Epi-d1の矮性型に特異的に多く蓄積している様なsmall RNAは得られなかった。現在、抑制変異体を作出しEpi-d1における不安定なエピジェネティック制御に必須な因子の特定を試みている。