【研究室紹介】藤研究室

 生命理工学系にはライフサイエンスとテクノロジーに関連した様々な研究室があり、基礎科学と工学分野の研究のみならず、医学や薬学、農学等、幅広い分野で最先端の研究が活発に展開されています。研究室紹介シリーズでは、ひとつの研究室にスポットを当てて研究テーマや研究成果を紹介。今回は、多くの生物学的イベントを司る根幹機構「エピジェネティクス」について、植物と分裂酵母を材料に基礎と応用の両面から研究を展開する、藤泰子研究室です。

キーワード	エピジェネティクス、植物、ゲノミクス、合成生物学
WEBサイト	藤研究室

研究紹介

 多細胞生物の一個体内の細胞は、基本的に同じDNA配列を持ちます。細胞に固有の形質を発現させるためには、細胞毎に特有の遺伝子を使いわける必要があり、それを可能にするのが「エピジェネティクス」です。エピジェネティクスとは、DNAやヒストンタンパク質に化学修飾を施して、DNA配列の変化を伴わずに遺伝子の活性状態を規定する仕組みです（図１）。その制御の中核は多くの真核生物に保存され、生殖、発生、環境応答など様々なプロセスにおいて重要な役割を果たします。

 多くの生物のゲノムDNAには、生命機能に必要な遺伝子だけでなく、転移因子やウィルスなどの潜在的に有害な配列も多量に含まれます。そのため生物は、これらをきちんと見分け、それぞれに適したエピジェネティック修飾を施して、その発現を制御します。この制御機構に異常や破綻が生じれば、発生異常や癌などの疾患を誘発します。それだけ重要であるにもかかわらず、生物がゲノム内の遺伝子と有害配列をどのように見分けるのか？ いつ、どの細胞で見分けるのか？外から新しく有害配列が侵入した場合はどうなる？など、今だに多くの謎が未解決のまま残されています。

研究成果

• 最近の主要な論文・解説文

Crosstalk among pathways to generate DNA methylome. To TK^#, Kakutani T*. Current Opinion in Plant Biology, 2022, 68, 102248.

To TK*^#, 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.

To TK*^#, 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.

Kim JM^#, To TK^#, 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.

To TK^#, Saze H^#, Kakutani T. DNA methylation within transcribed regions. Plant Physiology, 2015, 168: 1219-1225.

Ito T^#, Tarutani Y^#, To TK^#, 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.

To TK*^#, Kim JM. Epigenetic regulation of gene responsiveness in Arabidopsis. Frontiers in Plant Science, 2014, 4: 548.

金 鍾明, 関 原明, 藤 泰子. 酢酸を介した植物の乾燥応答とプライミング効果 酢酸を使って乾燥に耐える植物の生存戦略. 化学と生物, 2018, 56(2): 67-69.

*　責任著者,　^#　筆頭著者

教員紹介

• 学歴

2001年	東京大学理学部 卒業
2011年	東京大学理学系研究科　博士課程 修了　博士（理学）を取得

• 職歴

2003年-2005年	カリフォルニア大学ロサンゼルス校　Staff Research Associate
2011年-2015年	国立遺伝学研究所　研究員
2015年-2023年	東京大学理学系研究科生物科学専攻　助教
2023年	現職

• 受賞

2010年	理化学研究所リトリート ポスター賞受賞
2022年	日本遺伝学会 奨励賞受賞
2022年	日本遺伝学会 best papers(BP)賞受賞

• 所属学会

1. 日本遺伝学会、エピジェネティクス研究会

学生へのメッセージ

※この内容は掲載日時点の情報です。最新の研究内容については研究室サイトをご覧ください。