生命理工学院　藤　泰子　准教授

「植物のエピゲノム制御機構の解明と応用」
生物のDNAに記された遺伝情報は、コピーされ細胞分裂後も、また次世代にも伝達されます。一方で、DNA配列だけでは説明できない遺伝現象が多々あり、これにはゲノムDNAや染色体を構成するタンパク質に付加的に記された「エピジェネティック」な情報が重要です。このエピジェネティック情報は、DNA配列を変えずに遺伝子の活性を変えることができますが、DNA配列とは異なり可逆的なため、遺伝だけでなく、環境応答、発生、ゲノム進化など、生物のさまざまなプロセスに関与することがわかってきています。
植物は動物と部分的に共通するエピジェネティック機構をもちますが、遺伝子変異体などを種子として保存可能なため、エピジェネティック機構の研究に適しており、これまでにも植物エピジェネティクスの研究が動物での研究を牽引する例が多くあります。私たちは、遺伝学とゲノミクスを駆使して、エピジェネティック情報を介した植物の遺伝子制御機構について精力的に研究を行っています。また、DNA配列を変えずに遺伝子活性を変換することができるエピジェネティック機構の性質を応用して、「エピゲノム」情報を人為的に改変することにより、SDGs達成に貢献しうる“GMOフリー” な有用植物作出技術の開発、さらには植物が特異的にもつエピジェネティック機構を動物などに応用展開して医療技術開発などにも挑んでいます。

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E-mail：to.t.ab [at] m.titech.ac.jp

Crosstalk among pathways to generate DNA methylome.
To TKª, Kakutani T*. Current Opinion in Plant Biology, 2022, 68, 102248.
(ª First Author)

To TK*ª, Yamasaki C, Oda S, Tominaga S, Kobayashi A, Tarutani Y, Kakutani T*. Local and global crosstalk among heterochromatin marks drives DNA methylome patterning in Arabidopsis. Nature Communications 2022, 13: 861.
(ª First Author, *Corresponding Author)

To TK*ª, Nishizawa Yª, Inagaki Sª, Tarutani Yª, Tominaga S, Toyoda A, Fujiyama A, Berger F, Kakutani T*. RNA interference-independent reprogramming of DNA methylation in Arabidopsis. Nature Plants, 2020, 6: 1455–1467.
(ª First Author, *Corresponding Author)

Yamaguchi N, Matsubara S, Yoshimizu K, Seki M, Hamada K, Kamitani M, Kurita Y, Nomura Y, Nagashima K, Inagaki S, Suzuki T, Gan ES, To T, Kakutani T, Nagano AJ, Satake A, Ito T. H3K27me3 demethylases alter HSP22 and HSP17.6C expression in response to recurring heat in Arabidopsis. Nature Communications, 2021, 12: 3480.


Kim JMª, To TKª, Matsui A, Tanoi K, Kobayashi NI, Matsuda F, Habu Y, Ogawa D, Sakamoto T, Matsunaga S, Bashir K, Rasheed S, Ando M, Takeda H, Kawaura K, Kusano M, Fukushima A, Endo TA, Kuromori T, Ishida J, Morosawa T, Tanaka M, Torii C, Takebayashi Y, Sakakibara H, Ogihara Y, Saito K, Shinozaki K, Devoto A, Seki M. Acetate-mediated novel survival strategy against drought in plants. Nature Plants, 2017, 3: 17097.
(ª First Author)

To TKª, Saze Hª, Kakutani T. DNA methylation within transcribed regions. Plant Physiology, 2015, 168: 1219-1225.
(ª First Author)

Ito Tª, Tarutani Yª, To TKª, Kassam M, Duvernois-Berthet E, Cortijo S, Takashima K, Saze H, Toyoda A, Fujiyama A, Colot V, Kakutani T. Genome-wide negative feedback drives transgenerational DNA methylation dynamics in Arabidopsis. PLoS Genetics, 2015, 11: e1005154.
(ª First Author)

To TK*ª, Kim JM. Epigenetic regulation of gene responsiveness in Arabidopsis. Frontiers in Plant Science, 2014, 4: 548.
(ª First Author, *Corresponding Author)

To TKª, Kim JMª, Matsui A, Kurihara Y, Morosawa T, Ishida J, Tanaka M, Endo T, Kakutani T, Toyoda T, Kimura H, Yokoyama S, Shinozaki K, Seki M. Arabidopsis HDA6 regulates locus-directed heterochromatin silencing in cooperation with MET1. PLoS Genetics, 2011, 4: e1002055.
(ª First Author)

To TKª, Nakaminami K, Kim JM, Morosawa T, Ishida J, Tanaka M, Yokoyama S, Shinozaki K, Seki M. Arabidopsis HDA6 is required for freezing tolerance. Biochem Biophys Res Commun, 2011, 406: 414-419.
(ª First Author)