シロイヌナズナのＣＬＶ３ペプチドの下流で機能するＳＵＭＯ化タンパク質の単離・解析

• Project/Area Number: 14J40052
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Plant molecular biology/Plant physiology
• Research Institution: Kumamoto Health Science University (2016-2017); Kumamoto University (2014-2015)
• Principal Investigator: 山口 泰華 熊本保健科学大学, リハビリテーション学科, 特別研究員(RPD) (90448522)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: シロイヌナズナ / CLE遺伝子 / CLV3

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、シロイヌナズナを実験生物として、その器官形成における分裂組織の活性調節機構を明らかにするために、CLV3をはじめ、シロイヌナズナにおける32種類のCLEペプチドホルモンのシグナル伝達系の作用様式に着目して解析を進めた。CLE遺伝子は、植物の様々な器官に幅広く分布・機能重複を示し、その器官形成に重要な働きを示す。研究計画開始当初は、茎頂部の形態形成におけるCLV3遺伝子のシグナル経路にのみ焦点をあてて研究遂行に臨んだが、CLV3を含むCLE遺伝子群は発現様式やペプチドの分子機能が非常に類似しているため、これら遺伝子の機能を網羅的に解析しなければ分子機構の解明はできないと考えた。そこでまず、3 2種類すべてのCLE遺伝子欠損リソースの樹立を目指した。CRISPR法による網羅的なCLE遺伝子欠損体作成を進め、CLE遺伝子欠損体リソースが完成した。リソースは学会等を通じて公表し、理研BRCとの連携のもと、多くの研究者へ供与して共同研究へと発展した。一方で、CLE遺伝子の正確な発現様式を明らかにするために、根端部におけるCLE遺伝子群の網羅的発現解析をRT-PCR法(Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction)を行った。その結果から、これまでレポーター解析により根端部で発現していると報告されていた幾つかのCLE遺伝子が、実際にはその発現はほとんど検出されないことが明らかになった。
作成したCLE遺伝子欠損体リソースの表現型解析では、CLE41とCLE44の二重欠損体を作成して解析し、CLE44欠損体の表現型などの新しい知見を得た。当該年度には、これらのデータを元に投稿論文の執筆を行った。投稿論文は植物生理学会誌(Plant and Cell Physiology)平成29年11月号に掲載された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A Collection of Mutants for CLE-Peptide-Encoding Genes in Arabidopsis Generated by CRISPR/Cas9-Mediated Gene Targeting (2017)
  • Author(s): Yamaguchi Yasuka L、Ishida Takashi、Yoshimura Mika、Imamura Yuko、Shimaoka Chie、Sawa Shinichiro
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology Volume: 58 Issue: 11 Pages: 1848-1856
  • DOI: 10.1093/pcp/pcx139
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CLE peptides and their signaling pathways in plant development. (2016)
  • Author(s): Yamaguchi, Y., Ishida, T.,Sawa, S.
  • Journal Title: J. Exp. Bot. Volume: 67 Issue: 16 Pages: 4813-4826
  • DOI: 10.1093/jxb/erw208
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Sall4 is essential for mouse primordial germ cell specification by suppressing somatic cell program genes. (2015)
  • Author(s): Yamaguchi YL, Tanaka SS, Kumagai M, Fujimoto Y, Terabayashi T, Matsui Y, Nishinakamura R.
  • Journal Title: Stem Cells. Volume: 33(1) Issue: 1 Pages: 289-300
  • DOI: 10.1002/stem.1853
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] シロイヌナズナCLE16およびCLE17の機能解析 (2017)
  • Author(s): 島岡知恵、山口泰華、澤進一郎、石田喬志
  • Organizer: 第58回日本植物生理学会年会
• [Presentation] CRISPR/spCas9システムを利用したCLEペプチドの機能欠失変異体コレクションの作出 (2016)
  • Author(s): 田中(山口)泰華、吉村美香、今村悠子、島岡知恵、澤進一郎、石田 喬志
  • Organizer: 日本分子生物学会
• [Presentation] Root-knot nematodes utilize plant CLE signaling for infection process (2014)
  • Author(s): Yamaguchi YL, Yumi Kanemaru, Chika Ejima, Shinichiro Sawa.
  • Organizer: JSDB-APDBN
  • Place of Presentation: WINK AICHI
  • Year and Date: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [Remarks] 植物の重要な機能を担う「ペプチドホルモン」の 解明に役立つ遺伝研究材料コレクションを作成
  • URL: https://www.kumamoto-u.ac.jp/daigakujouhou/kouhou/pressrelease/2017-file/release170927-2.pdf#search