環境ストレス誘導性転写因子ＤＲＥＢ２Ａの新規相互作用因子ＮＦ－Ｙの機能解析

• Project/Area Number: 13J04185
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Applied molecular and cellular biology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐藤 輝 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 植物 / シロイヌナズナ / イネ / ストレス / 高温 / 乾燥 / 転写制御 / 遺伝子 / 乾燥ストレス / 高温ストレス / 転写因子

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、シロイヌナズナの乾燥、高温ストレス誘導性の転写因子であるDREB2Aに対するさらなる詳細な制御機構の解明と、その制御機構を用いた応用利用の検討を行った。前年度には、DREB2Aの高温ストレス特異的な標的遺伝子の発現が上昇するようなNF-Yタンパク質を単離したが、その相同タンパク質の内から、乾燥ストレス特異的なDREB2Aの標的遺伝子の発現が上昇するような因子を単離した。この因子の過剰発現体では、植物の塩ストレス耐性が向上し、さらに塩ストレス条件下においてDREB2A標的遺伝子の発現が向上することが明らかになった。また、DREB2A標的遺伝子であるHsfA3のプロモーター上において、前年度に単離したNF-Y三量体（NF-YA2、NF-YB3、NF-YC10/DPB3-1）がどの領域に作用するかを解析した。その結果、HsfA3プロモーター上における特定の領域が三量体の結合配列を含む候補として単離された。また、その領域には既知の結合配列が存在しないことから、新規の配列に三量体が結合することが示唆された。さらに、シロイヌナズナにおいて生育に悪影響を与えること無く、高温ストレス耐性を向上させることが明らかになっていたNF-YC10/DPB3-1を過剰発現したイネを作出し、高温ストレス耐性の評価を行った。その結果、シロイヌナズナNF-YC10/DPB3-1を過剰発現したイネでは、植物の生育や収量に変化を与えること無く、高温ストレスに対する耐性が向上していることが示唆された。また、いくつかの高温ストレス誘導性遺伝子の発現が、対照の植物よりも上昇していることが確認された。上記のように、本年度の研究により、転写因子DREB2Aのさらなる詳細な制御機構を明らかにし、さらにその制御機構を応用的に利用できる可能性が示唆された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Arabidopsis DPB3-1, a DREB2A Interactor, Specifically Enhances Heat Stress-Induced Gene Expression by Forming a Heat Stress-Specific Transcriptional Complex with NF-Y Subunits (2014)
  • Author(s): Hikaru Sato, Junya Mizoi, Hidenori Tanaka, Kyonosin Maruyama, Feng Qin, Yuriko Osakabe, Kyoko Morimoto, Teppei Ohori, Kazuya Kusakabe, Maika Nagata, Kazuo Shinozaki, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki
  • Journal Title: Plant Cell Volume: 26 Issue: 12 Pages: 4954-4973
  • DOI: 10.1105/tpc.114.132928
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] シロイヌナズナDPB3-1はNF-Yサブユニットと複合体を形成して、乾燥・高温ストレス誘導性転写因子DREB2Aの活性を高温ストレス特異的に制御する (2015)
  • Author(s): 佐藤輝、溝井順哉、田中秀典、圓山恭之進、秦峰、刑部祐里子、永田舞香、篠崎一雄、篠崎和子
  • Organizer: 第56回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東京、日本
  • Year and Date: 2015-03-23 – 2015-03-25
• [Presentation] Identification of the NF-Y trimer including NF-YC10, which interacts with Arabidopsis DREB2A and regulates the stress specific expression of DREB2A target genes (2014)
  • Author(s): Hikaru Sato, Junya Mizoi, Hidenori Tanaka, Kyonoshin Maruyama, Feng Qin, Yuriko Osakabe, Kazuo Shinozaki, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki
  • Organizer: 25th International Conference on Arabidopsis Research
  • Place of Presentation: Vancouver, Canada
  • Year and Date: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [Presentation] シロイヌナズナNF-YC10は乾燥・高温ストレス誘導性転写因子DREB2Aと相互作用し、高温ストレス特異的な標的遺伝子発現に寄与する (2014)
  • Author(s): 佐藤輝、溝井順哉、田中秀典、圓山恭之進、秦峰、刑部祐里子、篠崎一雄、篠崎和子
  • Organizer: 第55回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学(富山県)
• [Presentation] Functional analysis of NF-YC10, a novel interacting protein with Arabidopsis DREB2A, which may be involved in the stress specific expression of DREB2A target genes (2013)
  • Author(s): Hikaru Sato, Junya Mizoi, Hidenori Tanaka, Kyonoshin Maruyama, Feng Qin, Yuriko Osakabe, Kazuo Shinozaki, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki
  • Organizer: the 24th International Conference on Arabidopsis Research
  • Place of Presentation: Sydney, Australia
• [Remarks] 植物の遺伝子発現を高めて高温ストレス耐性を強化するタンパク質を発見
  • URL: http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2015/20150121-1.html