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Analysis of ancestral roles of a plant-specific GSK3-BES1 signaling module

Research Project

Project/Area Number 19K21189
Project/Area Number (Other) 18H06065 (2018)
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund (2019)
Single-year Grants (2018)
Review Section 0702:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Furuya Tomoyuki  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (10827356)

Project Period (FY) 2018-08-24 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsシグナル伝達 / ゼニゴケ / 発生 / 形態形成 / 植物進化
Outline of Research at the Start

植物細胞は、周囲の外環境や隣接する細胞等からのシグナルを受容し、細胞内シグナル伝達経路を活性化することで環境変化への適応や正確かつ柔軟な形態形成を行なう。タンパク質リン酸化酵素GSK3ファミリーとBES1/BZR1転写因子ファミリーは植物ホルモンのブラシノステロイドや維管束幹細胞維持に関わるCLEペプチドホルモンTDIFのシグナル伝達においてハブモジュールとして重要な役割を担っている。本研究では、近年モデル植物として研究の基盤が構築されてきたタイ類ゼニゴケを用いてGSK3-BES1/BZR1モジュールの起源的な役割を解明することで、陸上植物の進化にどのように寄与してきたのかに迫りたい。

Outline of Final Research Achievements

The GSK3-BES1 signaling module acts in various developmental processes such as vascular cell differentiation and brassinosteroid response in flowing plants. Although GSK3s and BES1/BZR1 homologs are widely conserved at least in the land plant lineage, the ancestral function and role of the GSK3-BES1 module are still unknown. Then, I analyzed the GSK3-BES1 module using a basal land plant, Marchantia polymorpha. Both MpGSK3 knock-out lines and MpBES1 over expressing lines showed similar defect in thallus differentiation, suggesting that the GSK3-BES1 module in M. polymorpha may contribute thallus differentiation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物の発生、環境応答で様々なシグナル伝達経路において機能するGSK3-BES1シグナリングモジュールがどのように獲得されてきたのかを探るために、基部陸上植物であるゼニゴケにおけるこのモジュールの解析を行った。結果としてゼニゴケにおいても、このシグナリングモジュールが発生に寄与する重要な役割を持つことが示唆された。この結果はこのシグナリングモジュールの役割や機能をシンプルに理解することにつながるとともに、今後、さらに多岐にわたるシグナル伝達経路の解析に寄与することが予想される。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Deep Imaging Analysis in VISUAL Reveals the Role of YABBY Genes in Vascular Stem Cell Fate Determination2020

    • Author(s)
      Nurani Alif Meem、Ozawa Yasuko、Furuya Tomoyuki、Sakamoto Yuki、Ebine Kazuo、Matsunaga Sachihiro、Ueda Takashi、Fukuda Hiroo、Kondo Yuki
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 61 Issue: 2 Pages: 255-264

    • DOI

      10.1093/pcp/pcaa002

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Method for Evaluating Three-Dimensional Morphological Features: A Case Study Using Marchantia polymorpha2019

    • Author(s)
      Furuya Tomoyuki、Kimori Yoshitaka、Tsukaya Hirokazu
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 10 Pages: 01214-01214

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.01214

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ANGUSTIFOLIA regulate the alignment of actin filaments for homeostatic nuclear positioning in Arabidopsis leaves2019

    • Author(s)
      K. Iwabuchi, H. Ohnishi, Kentaro Tamura, Y. Fukao, H. Tsukaya, and I. Hara-Nishimura
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 179 Issue: 1 Pages: 233-247

    • DOI

      10.1104/pp.18.01150

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of tyrosine autophosphorylation sites of Arabidopsis MEKK1 and their involvement in the regulation of kinase activity2018

    • Author(s)
      Daisuke Matsuoka Tomoyuki Furuya Tetsushi Iwasaki Takashi Nanmori
    • Journal Title

      FEBS Letters

      Volume: 592 Issue: 19 Pages: 3327-3334

    • DOI

      10.1002/1873-3468.13242

    • NAID

      120006733137

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] BES/BZR 転写因子の競争的な関係が幹細胞維持の堅牢性を向上させる2020

    • Author(s)
      古谷朋之, 齊藤真人, 内村悠, 野﨑翔平, 宮川拓也, 佐竹暁子, 島津舜治, 矢守航, 田之倉優, 福田裕穂, 近藤侑貴
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] The Roles of BZR/BES Transcription Factors in Marchantia polymorpha2019

    • Author(s)
      Tomoyuki Furuya, Kimitsune Ishizaki, Ryuichi Nishihama, Takayuki Kohchi, Hiroo Fukuda, Yuki Kondo
    • Organizer
      Marchantia Workshop 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ゼニゴケ組織分化へのBZR転写因子ファミリーの寄与2019

    • Author(s)
      古谷 朋之, 石崎 公庸, 西浜 竜一, 河内 孝之, 福田 裕穂, 近藤 侑貴
    • Organizer
      日本植物学会第83回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Competitive relationship among BES1/BZR1 transcription factor family2019

    • Author(s)
      Tomoyuki Furuya, Masato Saito, Haruka Uchimura, Shunji Shimadzu, Wataru Yamori, Shohei Nosaki, Takuya Miyakawa, Masaru Tanokura, Hiroo Fukuda, Yuki Kondo
    • Organizer
      International Symposium: Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ゼニゴケにおけるBZR転写因子ファミリーの役割2019

    • Author(s)
      古谷 朋之, 石崎 公庸, 西浜 竜一, 河内 孝之, 福田 裕穂, 近藤 侑貴
    • Organizer
      日本植物形態学会第31回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] GSK3-BES1シグナリングモジュールのゼニゴケにおける役割2018

    • Author(s)
      古谷 朋之, 石崎 公庸, 西浜 竜一, 河内 孝之, 福田 裕穂, 近藤 侑貴
    • Organizer
      第60回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-08-27   Modified: 2024-03-26  

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