| Project/Area Number |
23K23522
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| Project/Area Number (Other) |
22H02255 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
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| Keywords | 植物 / 概日時計 / タンパク質 / ダイナミクス / 温度補償性 / 低分子化合物 / 光環境 / 化合物 / タンパク質の安定性 / 生物時計 / 生物活性化合物 / 環境変化 / 転写ネットワーク |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では, 時計コアサーキットに含まれるPRR5, TOC1, PRR7を始めとした時計タンパク質の分解・細胞内局在・翻訳後修飾・タンパク質間相 互作用などのダイナミクスを丁寧に記述するとともに, そのダイナミクスを決めるしくみを解明する. その理解を基盤として, 長らく未解明の 課題として残されていた「外環境に応答しつつも安定的な周期を生み出すしくみ(位相の応答性, 周期の温度補償性)」の解明を目指す. 本年度はPRR5とTOC1のリン酸化を担う酵素の解析を行う. 酵素活性や酵素の発現量などが環境によって変化するかを解析する.
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| Outline of Final Research Achievements |
We aimed to elucidate the dynamics of the protein level of the plant circadian clock, which is still largely unknown. To this end, we elucidated the action mechanism of a new compound that we had obtained that extends the clock period, and found that proper phosphorylation of basic transcription factors is necessary for the clock. We also discovered a small-molecule compound that reduces the accumulation of PRR7 protein. To explore the molecular basis of the property of keeping a nearly constant period regardless of external temperature (temperature compensation of the period), we performed mutant analysis and analysis of the protein encoded by the causative gene, and discovered the E3 ligase componentLKP2, which actively degrades PRR5 and TOC1 proteins at low temperatures.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究による長周期化化合物BML-259の作用機序から明らかとなった基本転写因子のリン酸化の必要性は、従来から指摘されていた転写翻訳フィードバックの時計への重要性を裏付けることとなった。またPRR7タンパク質の安定性が低分子化合物で制御できることが明らかとなり、その分解のシステムの解明が期待される。さらに温度補償性の分子基盤として、PRR5とTOC1タンパク質の低温依存的な特異的な分解、が提唱できた。これらの成果は、本研究の当初の目的であったタンパク質ダイナミクスから時計の動態を理解するものでもあり、本学術分野の理解が飛躍的に進展したと考えている。
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