高等植物のDNAメチル化による遺伝子発現の制御機構

高等植物DNA甲基化基因表达控制机制

• 批准号: 18770041
• 负责人: 星野 敦
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: National Institute for Basic Biology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18770041/
• 关键词: 植物; ゲノム; 遺伝学; アサガオ; DNAメチル化; 花色; トランスポゾン; 遺伝子発現; エピジェネティクス

本研究の目的は、高等植物におけるDNAメチル化の動態と遺伝子発現の制御機構を解明するために、DNAメチル化が花色遺伝子の制御に関与すると思われるアサガオの「刷毛目絞」模様形成の分子機構を明らかにすることである。ソライロアサガオ(Ipomoea tricolor)の「刷毛目絞(pearly-v)」遺伝子座は、色素生合成系のDFR-B遺伝子のプロモーター領域に、遺伝子の発現抑制と相関してDNAメチル化が高頻度かつランダムに変化する配列が存在する。まず本年度は、この配列とDFR-B以外の色素生合成系遺伝子のプロモーター配列を比較検討することで、保存された6塩基の配列を見出した。この配列は他の植物の色素生合成系遺伝子にも存在することから転写因子の結合部位である可能性が高く、この配列に結合する転写活性化因子はDNAメチル化により結合阻害を受けると同時に、DNAメチル化を阻害することで模様形成に重要な役割を担うと予測される。そこでDFR-B遺伝子を転写活性化する転写因子が実際に相互作用することを試験管内で確認することを試みたが、技術的な困難により確認には至らなかった。一方、生体内での相互作用を確認するために、形質転換によって転写因子の欠損変異株が存在するアサガオ(I.nil)への刷毛目絞遺伝子座の導入を試みた。これまでに独立な複数の形質転換体を得ており、茎の着色形質から刷毛目絞遺伝子座の導入に成功したと思われる。これらの形質転換体を解析することで、転写因子と模様との関連を解明できるであろう。また、アサガオの「刷毛目絞(duskish)」遺伝子座におけるDNAメチル化の解析からは、ソライロアサガオの刷毛目絞とは異なる遺伝子発現制御の関与が示唆され、一見すると同じ花の模様が異なるメカニズムにより形成されることが明らかになりつつある。

The purpose of this study is to clarify the regulatory mechanism of DNA transformation and gene development in higher plants. The "pearly-v" gene loci of Ipomoea tricolor, DFR-B gene loci of pigment biosynthesis system, gene expression inhibition and correlation, DNA mapping, high frequency DNA mapping and alignment exist. This year, a comparative study on the alignment of pigment biosynthetic genes other than DFR-B was conducted. This alignment is highly probable for the presence of binding sites for these genes in other plant pigment-producing systems, and binding sites for these genes are important for predicting the formation of these genes. The DFR-B gene is activated by a factor that interacts with the test tube to confirm the technical difficulty. To confirm the interaction between one side and the other in vivo, to test the introduction of the bristle strand loci of the morphological and qualitative changes, to test the existence of the defective variant of the writing factor, and to test the introduction of the bristle strand loci of the writing factor. The introduction of a number of independent physical and chemical changes into the stem, the coloring of the stem, and the formation of the bristle matrix was successful. The relationship between the form and the quality of the substance is explained by the factor and the model. DNA analysis of "duskish" gene loci is very important for the development of gene loci.

项目成果

アサガオとイネのDNAメチル化と遺伝子発現

牵牛花和水稻的 DNA 甲基化和基因表达

• 发表时间: 2008
• 期刊: 細胞工学別冊・植物細胞工学シリーズ 24
• 作者: 定塚(久富);恵世
• 通讯作者: 恵世

反復配列・DNAメチル化により制御される植物の生命現象(セミナー室・エピジェネティクスの展開3)

由重复序列和DNA甲基化控制的植物生命现象（研讨室/表观遗传学的发展3）

• 发表时间: 2007
• 期刊: 化学と生物 45
• 作者: 定塚(久富);恵世;K.I.Park et al.;J D.Choi et al.;星野 敦
• 通讯作者: 星野 敦

A bHLH regulatory gene in the common morning glory, Ipomoea purpurea, controls anthocyanin biosynthesis in flowers, proanthocyanidin and phytomelanin pigmentation in seeds, and seed trichome formation

• DOI: 10.1111/j.1365-313x.2006.02988.x
• 发表时间: 2007-02-01
• 期刊: PLANT JOURNAL
• 影响因子: 7.2
• 作者: Park, Kyeung-Il;Ishikawa, Naoko;Iida, Shigeru
• 通讯作者: Iida, Shigeru

Spontaneous mutations caused by a Helitron transposon, Hel-It1, in morning glory, Ipomoea tricolor

• DOI: 10.1111/j.1365-313x.2006.03007.x
• 发表时间: 2007-03-01
• 期刊: PLANT JOURNAL
• 影响因子: 7.2
• 作者: Choi, Jeong-Doo;Hoshino, Atsushi;Iida, Shigeru
• 通讯作者: Iida, Shigeru