植物エピゲノム科学部門 殿崎グループ木原生物学研究所・横浜市立大学PLANT EPIGENOME SCIENCE — TONOSAKI Lab.Kihara Institute for Biological Research, YCU

RESEARCH — 03

ゲノムインプリンティングの
制御機構と進化

Regulatory mechanisms and evolution of genomic imprinting

同じ遺伝子でも、母方と父方のどちらから受け継いだかによって発現が変わる。植物の生殖を支える親由来のエピジェネティックな記憶と、その進化を読み解きます。

The same gene can be expressed differently depending on whether it was inherited from the mother or the father. We investigate the parent-of-origin epigenetic memory that shapes plant reproduction and its evolution.

ゲノムインプリンティングは、母方または父方のどちらから受け継いだかに応じて、遺伝子の発現が異なる現象です。被子植物では主に胚乳で観察され、母性発現遺伝子(MEG)と父性発現遺伝子(PEG)が種子発生に重要な役割を果たします。私たちは、親由来アレルの発現とDNAメチル化、ヒストン修飾などの情報を対応づけ、インプリント遺伝子がどのようなエピゲノム機構によって制御されるのかを研究しています。

さらに、イネ属を中心に複数の植物種でインプリント遺伝子とその制御を比較し、種を超えて保存される仕組みと、進化の過程で変化した仕組みを明らかにします。こうした種間比較を通じて、ゲノムインプリンティングの制御がどのように進化し、植物の種子発生や生殖に関わってきたのかを理解することを目指します。

Genomic imprinting is the parent-of-origin-dependent expression of maternal and paternal alleles. In flowering plants, it is observed predominantly in the endosperm, where maternally expressed genes (MEGs) and paternally expressed genes (PEGs) play important roles in seed development. We relate parental-allele expression to DNA methylation, histone modifications, and other epigenomic information to understand how imprinted genes are regulated.

We also compare imprinted genes and their regulation across plant species, with a focus on the genus Oryza, to distinguish mechanisms that are conserved from those that have changed during evolution. Through these interspecific comparisons, we aim to understand how genomic imprinting has evolved and contributed to seed development and plant reproduction.

Allele-specific RNA-seqPEG / MEG identificationAllelic methylomeComparative genomics