ラン科植物における転写後修飾によるエピジェネティックなクロマチン動態の研究

点击翻译按钮获取中文摘要

インド原産を含む23種（Cymbidium12種およびDendrobium11種）のランを用いて、細胞周期が活発である体細胞分裂、減数分裂、花粉分裂のそれぞれの組織から染色体または核の標本を作製し、各種ヒストン修飾抗体で免疫FISHを行い、蛍光顕微鏡でクロマチンのエピジェネティックな動態を観察した。ヒストンのメチル化、リン酸化、アセチル化に注目しつつ、ヘテロクロマチンやユークロマチンといったクロマチン構造の変化を可視化した。また、それらの雑種を用いて、雑種形成に伴うゲノムのエピジェネティックな変化も調べた。体細胞分裂中期から後期にかけての染色体では、ユークロマチン特異的なヒストン修飾が観察されなかったことから、この期間は転写的に不活性であることを示し、アセチル化特異的なヒストン抗体を用いた実験からは、細胞分裂期の各ステージが進むにつれてアセチル化が減少していき、後期ではなくなることが分かった。ヒストンリン酸化抗体（H3S10ph、H3S10phK14ac）で中期染色体の動原体周辺を検出することができ、細胞分裂が進行するにつれてリン酸化されたヒストンは減少した。特に、H3S10phK14acは植物における染色体のセントロメアを同定する細胞学的マーカーとして有効であることが分かった。花粉粒分裂Iにおけるクロマチン動態に関して、ユークロマチン特異的なヒストン抗体（H3K27me3）では花粉粒分裂の前中期染色体においてシグナルが強く検出された。一方、ヘテロクロマチン特異的なヒストン抗体（H3K9me1）では生殖核に、H3K9me2では栄養核に、H3K27me1では両方にシグナルが検出された。このように、花粉形成におけるヒストンのエピジェネティックな変化を、小胞子分裂や栄養核・精核におけるクロマチンの状態を転写活性と関連づけることができた。