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有用物質生産に関わる小胞体ストレス応答の解明

Research Project

Project/Area Number 25292220
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Applied molecular and cellular biology
Research InstitutionNational Institute of Agrobiological Sciences

Principal Investigator

高岩 文雄  国立研究開発法人農業生物資源研究所, 機能性作物研究開発ユニット, 研究専門員 (20370661)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥11,570,000 (Direct Cost: ¥8,900,000、Indirect Cost: ¥2,670,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords小胞体ストレス / 種子タンパク質 / 物質生産 / ERストレス / バイオテクノロジー / 細胞 / 遺伝子
Outline of Annual Research Achievements

小胞体ストレスによって誘導されるIRE1のヌクレアーゼ活性によりある種のストレス関連する分泌タンパク質のmRNAが分解され、小胞体ストレスの制御に関わる機構(RIDD)があることが報告されている。我々は植物の栄養組織ではある種の分泌タンパク質(感染応答タンパク質)がERストレスの過程でRIDDの制御を受けていることを明らかにしてきた。しかし、植物でのRIDDに関する詳細の分子機構はほとんど明らかにされていない。この理由は植物そのものを利用して、RIDD制御を受ける分泌タンパク質のmRNAのIREI感受性を解析するのが困難なことによる。そこでプロトプラストを用いた一過的発現による解析で、種子登熟過程で大量に分泌タンパク質として生合成される種子貯蔵タンパク質のmRNAが、RIDDによる小胞体ストレス応答により蓄積レベルの制御を受けるのかを調査した。CaMV35Sプロモーターの制御下でプロトプラスト中に発現させたイネ貯蔵タンパク質の中で16kDaプロラミン、10kDaプロラミン 26kDaグロブリンのmRNAが小胞体ストレスの制御を受け、mRNAレベルが低下したが、グルテリンにおいては低下が観察されなかった。一方、ゲノム編集によりIRE1のヌクレアーゼ活性をなくした改変IRE1を発現したイネから由来するプトトプラストを用いた解析ではmRNAの低下は観察されなかった。これらの結果から、一部の貯蔵タンパク質の生合成においてはRIDDを介した小胞体ストレス応答の制御をうけることを明らかになった。さらに貯蔵タンパク質のmRNAの組換えIRE1タンパク質による切断サイトを同定し、IRE1ヌクレアーゼの基質となるRIDDのターゲットの構造を決定した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2016 2015 2014 2013

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results,  Open Access: 2 results)

  • [Journal Article] Characterization of IRE1 ribonuclease-mediated mRNA deay in plants using transient expression analysis in rice protoplasts2016

    • Author(s)
      Hayashi S, Wakasa Y, Ozawa K, Takaiwa F
    • Journal Title

      New Phytologist

      Volume: 210 Issue: 4 Pages: 1259-1268

    • DOI

      10.1111/nph.13845

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Visualization of endoplasmic reticulum stressed cells for forward genetic studies in plants2015

    • Author(s)
      Hayashi S, Takaiwa F.
    • Journal Title

      J plant physiol

      Volume: 180 Pages: 61-66

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] RNA sequencing-mediated transcriptome analysis of rice plants in endoplasmic reticulum stress conditions2014

    • Author(s)
      Wakasa Y, Oono Y, Yazawa T, Hayashi S, Ozawa K, Handa H, Matsumoto T, Takaiwa F.
    • Journal Title

      BMC Plant Biol.

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 101-101

    • DOI

      10.1186/1471-2229-14-101

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Emerging features of ER resident J-proteins in plants.2014

    • Author(s)
      Ohta M, Takaiwa F
    • Journal Title

      Plant Signal Behav

      Volume: 9 Issue: 7 Pages: e28194-e28194

    • DOI

      10.4161/psb.28194

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cis-element of the rice PDIL2-3 promoter is responsible for inducing the endoplasmic reticulum stress response2014

    • Author(s)
      Takahashi H, Wang S, Hayashi S, Wakasa Y, Takaiwa F
    • Journal Title

      J Biosci. Bioeng.

      Volume: 117 Issue: 5 Pages: 620-623

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2013.10.023

    • NAID

      110009823140

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Emerging features of ER resident J-proteins in plants2014

    • Author(s)
      Ohta M, Takaiwa F
    • Journal Title

      Plant Signal Behav

      Volume: 10

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis of rice ER-ressident J-proteins reveals diversity and functional differentiation of the ER-resident Hsp70 system in plants2013

    • Author(s)
      Ohta M, Wakasa Y, Takahashi H, Hayashi S, Kudo K, Takaiwa F
    • Journal Title

      J Exp Bot

      Volume: 64 Pages: 5429-5441

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of overexpression of kinase- or RNase-deficient OsIRE1 on the endoplasmic reticulum stress response in transgenic rice plants.2013

    • Author(s)
      Wakasa Y, Hayashi S, Takaiwa F
    • Journal Title

      Plant Signal Behav

      Volume: 8 Issue: 9 Pages: e25343-e25343

    • DOI

      10.4161/psb.25343

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The use of rice seeds to produce human pharmaceuticals for oral therapy.2013

    • Author(s)
      Wakasa Y, Takaiwa F
    • Journal Title

      Biotechnol J

      Volume: 8 Issue: 10 Pages: 1133-1143

    • DOI

      10.1002/biot.201300065

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2013-05-21   Modified: 2019-07-29  

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