植物１９Ｓプロテアソームによるヒストン修飾を介した環境応答制御機構の解析

点击翻译按钮获取中文摘要

近年，植物は環境ストレスに対し，ヒストン修飾やDNAメチル化といったエピジェネティックな制御系によって遺伝子発現を変化させ，適応していることが明らかになってきた。一方，プロテアソームは，能動的タンパク質分解によって細胞周期をはじめとした様々な生命現象を制御するタンパク質複合体である。これまでの申請者の研究から，シロイヌナズナにおいてプロテアソームが，エピジェネティックな遺伝子発現制御に関与することを明らかにした。本研究では，植物プロテアソームによるエピジェネティック制御の分子メカニズムの解明を目的として研究を実施した。当該年度は次世代シークエンサーを用いた全ゲノムのDNAメチル化レベルの解析を実施した。その結果，プロテアソーム変異体においてトランスポゾン領域のCHG配列のDNAメチル化が増加することを見出した。CHG配列のDNAメチル化は植物特異的なメチル基転移酵素CMT3によって付加されることが報告されている。実際にプロテアソーム変異体でメチル化レベルが増加した領域はCMT3によって制御される領域と一致した。また，免疫沈降法によってプロテアソームとCMT3との相互作用を検証した結果，プロテアソームはCMT3と相互作用することを明らかにした。さらに，CMT3がプロテアソームによって分解制御を受けることも示された。以上の結果から，植物プロテアソームはCMT3を適正に分解制御することによって，ゲノムが過剰なDNAメチル化を受けることを抑制している可能性が示唆された。