A01-2　環境変動応答する機動性DNAエレメントと多様性創出原理

近年、環境ストレス応答におけるトランスポゾンの生物学的意義や制御が活発に議論されている。植物では、熱ストレス下で一部のトランスポゾンが活性化される、異なる環境下で生育する野生種間でトランスポゾンの挿入多型やコピー数多型が散見される、トランスポゾンCOPIAの転移頻度が環境応答に重要なヒストンバリアントH2A.Zの局在と相関する、などが知られる。ヒト細胞においても、トランスポゾンAluが熱ストレス下で発現誘導される。しかし、これら知見は断片的で体系的な理解はない。本研究では、藤（植物）、一柳（ヒト細胞）が協力し、環境ストレス下でトランスポゾンが駆動するゲノム多様性創出原理の理解を目指す。藤は、植物の環境応答に重要なH2A.Zに着目し、熱ストレスによるH2A.Zの局在変化がトランスポゾンのDNAメチル化制御に与える影響やその遺伝性について遺伝学・ゲノミクス解析により明らかにする。また、植物内で活性化させた異種生物由来トランスポゾンのゲノム組込み標的とエピジェネティック修飾との相関、それら配列におけるエピジェネティック修飾の経世代的変化などを調べ、宿主によるトンランスポゾンと遺伝子の識別機構や、トランスポゾン転移標的の分子機構を明らかにする。
一柳は、ヒトiPS細胞を用いてAlu発現が熱応答する分子機構を転写因子（HSF1）、ヒストンバリアント（H2A.Zなど）、ヒストン修飾（H3K4me3など）の観点から明らかにし、さらに熱ストレス応答におけるAluの役割にも迫る。

研究業績　^※責任著者

藤 泰子

• Matsumura Y, et al., To TK.
  Mblk-1/E93, an ecdysone related-transcription factor, targets synaptic plasticity-related genes in the honey bee mushroom bodies.
  Scientific Reports.12:21367. (2022).
• To TK, Kakutani T.
  Crosstalk among pathways to generate DNA methylome.
  Current Opinion in Plant Biology, 68, 102248 (2022).
• ^※To TK, et al.
  Local and global crosstalk among heterochromatin marks drives DNA methylome patterning in Arabidopsis.
  Nature Communications 13: 861. (2022).
• ^※To TK, et al.
  RNA interference-independent reprogramming of DNA methylation in Arabidopsis.
  Nature Plants 6: 1455–1467. (2020).
• Kim JM, et al., To TK.
  Acetate-mediated novel survival strategy against drought in plants.
  Nature Plants 3: 17097. (2017)

一柳 健司

• Boyboy B A G, ^※Ichiyanagi K.
  Insertion of short L1 sequences generates inter-strain histone acetylation differences in the mouse.
  Mob DNA 15, 11 (2024)
• Kawase M, ^※Ichiyanagi K.
  Mouse retrotransposons: sequence structure, evolutional age, genomic distribution, and function.
  Genes Genet Syst 98, 337-351 (2023) Review
• Hirata M, et al., ^※Ichiyanagi K.
  Sequence divergence and retrotransposon insertion underlie interspecific epigenetic differences in primates.
  Mol Biol Evol 39, msac208 (2022)
• Ichiyanagi T, et al., ^※Ichiyanagi K.
  B2 SINE copies serve as a transposable boundary of DNA methylation and histone modifications in the mouse.
  Mol Biol Evol 38, 2380-2395 (2021)
• ^※Ichiyanagi K.
  Epigenetic regulation of transcription and possible functions of mammalian short interspersed elements, SINEs.
  Genes Genet Syst 88, 19-29 (2013) Review