松下班
松下班・論文発表
Hosokawa, C., Yagi, H., Segami, S., Nagano, A.J., Koumoto, Y., Tamura, K., Oka, Y., Matsushita, T., and *Shimada, T.
The Arabidopsis katamari2 mutant exhibits a hypersensitive seedling arrest response at the phase transition from heterotrophic to autotrophic growth.
Plant Cell Physiol., in press (2024) Link
*Seki, M., Kuze, Y., Zhang, X., Kurotani, K.-i., Notaguchi, M., Nishio, H., Kudoh, H., Suzaki, T., Yoshida, S., Sugano, S., Matsushita, T., and *Suzuki, Y.
An improved method for the highly specific detection of transcription start sites.
Nucleic Acids Res., 52, e7 (2024) Linkプレスリリース
ゲノムから遺伝子が読み取られるDNA上での位置である転写開始点（TSS）を網羅的に決定するTSS-seq2法を開発しました。さらに、領域内の吉田班、野田口班、壽崎班、西尾班との共同研究により、コシオガマ、ベンサミアナタバコ、ミヤコグサ、ハクサンハタザオの4種類の植物について、TSS情報の収集を行いました。TSSの決定は、RNAの正確な構造や、TSSの近辺に存在して遺伝子の機能を調節する領域であるプロモーターを同定するために重要です。正確性の高いTSS検出法は、必要なRNAの量が多く、プロトコルが複雑であるなど、簡単には実施できない手法が主でした。今回、開発したTSS-seq2は、比較的簡単なプロトコルで、他の既存の方法よりも特異的にTSSを検出でき、5ナノグラムと少量のRNAからでも実施できます。TSS-seq2により、様々な生物種や組織でのmRNAの正確な構造の同定や遺伝子の制御の研究、特に、希少な細胞種や微小な組織などの少量のサンプルの解析への応用が期待されます。また、今回収集した植物のTSS情報は、これらの植物種の研究の基盤データとなることが期待されます。
*Sekine, S., Ehara, H., Kujirai, Y., and *Kurumizaka, H.
Structural perspectives on transcription in chromatin.
Trends Cell Biol., 34, 211-224 (2024) Link
Takeda, T., Akihiro Ezoe, A., and *Hanada, K.
Expression profiles in knock-down transgenic plants of high and low diversified duplicates in Arabidopsis thaliana.
Genes Genet. Systems., 98, 283-286 (2023) Link
Murayama, Y., Ehara, H., Aoki, M., Goto, M., Yokoyama, T., and *Sekine, SI.
Structural basis of the transcription termination factor Rho engagement with transcribing RNA polymerase from Thermus thermophilus.
Sci. Adv., 9, eade7093 (2023) Link
Takeda, T., Shirai, K., Kim, Y.W., Higuchi-Takeuchi, M., Shimizu, M., Kondo, T., Ushijima, T., Matsushita, T., Shinozaki, K., and *Hanada, K.
A de novo gene originating from the mitochondria controls floral transition in Arabidopsis thaliana.
Plant Mol. Biol., 111, 189-203 (2023) Link
Moriya, K.C., Shirakawa, M., Loue-Manifel, J., Matsuda, Y., Lu, Y.T., Tamura, K., Oka, Y., Matsushita, T., Hara-Nishimura, I., Ingram, G., Nishihama, R., Goodrich, J., Kohchi, T., and *Shimada, T.
Stomatal regulators are co-opted for seta development in the astomatous liverwort Marchantia polymorpha.
Nat. Plants, 9, 302–314 (2023) Link
Kobayashi, H., Murakami, K., Sugano, S.S., Tamura, K., Oka, Y., Matsushita, T., and *Shimada, T.
Comprehensive analysis of peptide-coding genes and initial characterization of an LRR- only microprotein in Marchantia polymorpha.
Front. Plant Sci., 3, 1051017 (2023) Link
Zhang, X., Nomoto, M., Garcia-León, M., Takahashi, N., Kato, M., Yura, K., Umeda, M., Rubio, V., Tada, Y., Furumoto, T., Aoyama, T., and *Tsuge, T.
CFI 25 subunit of cleavage factor I is important for maintaining the diversity of 3ʹ UTR lengths in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.
Plant Cell Physiol., 63, 369-383 (2022) Link
Hirano, R., Ehara, H., Kujirai, T., Uejima, T., Takizawa, Y., *Sekine, SI., and *Kurumizaka, H.
Structural basis of RNA polymerase II transcription on the chromatosome containing linker histone H1.
Nat. Commun., 13, 7287 (2022) Link
Ehara, H., Kujirai, T., Shirouzu, M., *Kurumizaka, H., and *Sekine, SI.
Structural basis of nucleosome disassembly and reassembly by RNAPII elongation complex with FACT.
Science, 377, eabp9466 (2022) Link
Wang, Z., Orosa-Puente, B., Nomoto, M., Grey, H., Potuschak, T., Matsuura, T., Mori, I.C., Tada, Y., Genschik, P., and *Spoel, S.H.
Proteasome-associated ubiquitin ligase relays target plant hormone-specific transcriptional activators.
Sci. Adv., 8, eabn4466 (2022) Link
Zaha, S., Sakamoto, Y., Nagasawa, S., Sugano, S., Suzuki, A., *Suzuki, Y., and *Seki, M.
Whole-genome methylation analysis of APOBEC enzyme-converted DNA (~5 kb) by Nanopore sequencing.
Bio-protocol, 12, e4345 (2022) Link
Matsumura, M., *Nomoto, M., Itaya, T., Aratani, Y., Iwamoto, M., Matsuura, T., Hayashi, Y., Mori, T., Skell, M.J., Yamamoto, Y.Y., Kinoshita, T., Mori, I.C., Suzuki, T., Betsuyaku, S., Spoel, S.H., Toyota, M., and *Tada, Y.
Mechanosensory trichome cells evoke a mechanical stimuli–induced immune response in Arabidopsis thaliana.
Nature Commun., 13, 1216 (2022) Linkプレスリリース
植物はヒトなどの多細胞生物と同様に免疫系を持っており、病原体を感知すると、免疫関連の遺伝子発現を介して感染を阻害します。一方で、植物に感染する病原体の多くは、雨によって媒介されます。雨滴の中には細菌、糸状菌やウイルスといった病原体が含まれており、それらが病害発生の直接的な原因になりうることも知られています。したがって、植物にとって雨は危険因子としての側面もありますが、植物が雨に対してどのように応答するかは未解明でした。本研究では、雨は葉の表面に存在する毛状の細胞（トライコーム）によって感知されると、トライコーム周辺の組織にカルシウムウェーブを誘導し、病原体に対する免疫を活性化し、その感染を防除することを明らかにしました。
Nomoto, M., Skelly, M.J., Itaya, T., Mori, T., Suzuki, T., Matsushita, T., Tokizawa, M., Kuwata, K., Mori, H., Yamamoto, Y.Y., Higashiyama, T., Tsukagoshi, H., *Spoel, S.H., and *Tada, Y.
Suppression of MYC transcription activators by the immune cofactor NPR1 fine tunes plant immune responses.
Cell Rep., 37, 110125 (2021) Linkプレスリリース
植物は、ヒトなどの動物と同様に高度な免疫系を保有しており、植物が病原体を感知すると、免疫系を活性化することでその感染を防除します。一方、植物は虫害防御システムも備えており、昆虫が葉を摂食すると、植物は忌避物質などを生成することで虫害を防ぎます。この植物免疫系と虫害防御システムは拮抗的な関係にあり、免疫系を活性化している植物は、虫害被害を受けやすくなることが知られていますが、その仕組みは長年謎のままでした。本研究では、免疫系の活性化因子であるNPR1が、虫害防御システムの鍵転写因子であるMYCと結合することで、虫害抵抗性遺伝子の発現を抑制することを明らかにしました。つまり、NPR1は免疫系の活性化因子であると同時に、虫害防御システムの抑制因子として機能することが分かりました。
Sakamoto, Y., Zaha, S., Nagasawa, S., Miyake, S., Kojima, Y., Suzuki, A., *Suzuki, Y., and *Seki, M.
Long-read whole-genome methylation patterning using enzymatic base conversion and nanopore sequencing.
Nucleic Acids Res., 49, e81 (2021) Linkプレスリリース
DNAメチル化は、遺伝子発現量の調節などに中心的な役割を果たしていて、細胞の分化や病気などに重要な役割を担っています。これまでのDNAメチル化解析手法は、短いDNAを解析する方法が主で、1本の長いDNAがどのようにメチル化されているのかは十分にわかっていませんでした。近年、ナノポアシークエンサーといった長いDNAを読み取ることのできるシークエンサーが登場し、長いDNAのメチル化の解析が可能となりましたが、多量のDNAを必要とするため実施できるサンプルが限られていました。今回、酵素を利用した塩基変換法とナノポアシークエンスを組み合わせて、通常のナノポアシークエンスの1/100程度のDNA量から実施できる全ゲノムDNAメチル化解析手法nanoEMを開発しました。さらに、nanoEMを微量の臨床サンプルにも適用できることを示しました。
Tokizawa, M., Enomoto, T., Ito, H., *Wu, L., Kobayashi, Y., Mora-Macías, J., Armenta-Medina, D., Iuchi, S., Kobayashi, M., Nomoto, M., Tada, Y., Fujita, M., Shinozaki, K., Yamamoto, Y.Y., *Kochian, L.V., and *Koyama, H.
High affinity promoter binding of STOP1 is essential for early expression of novel aluminum-induced resistance genes GDH1 and GDH2 in Arabidopsis.
J. Exp. Bot.,72, 2769-2789 (2021) Link
Shirai, K., Sato, M.P., Nishi, R., Seki, M., Suzuki, Y., and *Hanada, K.
Positive selective sweeps of epigenetic mutations regulating specialized metabolites in plants.
Genome Res., 31, 1060-1068 (2021) Linkプレスリリース
Yagi, H., Nagano, A.J., Kim, J., Tamura, K., Mochizuki, N., Nagatani, A., Matsushita, T., and *Shimada, T.
Fluorescent protein-based imaging and tissue-specific RNA-seq analysis of Arabidopsis hydathodes.
J. Exp. Bot., 72, 1260-1270 (2021) Link