化学遺伝学的手法によるアブシジン酸受容体の生理学的解析

• Project/Area Number: 25891016
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Plant molecular biology/Plant physiology
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 岡本 昌憲 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 助教 (50455333)
• Project Period (FY): 2013-08-30 – 2015-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: アブシジン酸 / 植物ホルモン / ケミカルバイオロジー

Outline of Annual Research Achievements

スタート(SART)タンパク質に属するPYR/PYLと呼ばれるアブシジン酸(ABA)受容体はABAのシグナル伝達に中心的な役割を果たすことが、生化学的解析、結晶構造学的解析によって示されている。生化学的な解析から、ABA受容体は低親和性型の2量体型ABA受容体(PYR1, PYL1~3)と高親和性型の単量体型受容体(PYL4~12)に分けられる。ABA受容体と標的タンパク質のプロテインフォスファターゼ2Cを用いた酵母ツーハイブリッドアッセイによるABAセンサーを開発し、これを用いて2量体型ABA受容体のみに作用する化合物を発見し、キナバクチンと名付けた。キナバクチンは、ABAと同程度の1uMの濃度でシロイヌナズナの種子発芽を阻害した。また、マイクロアレイの解析からキナバクチンとABAで制御される遺伝子群はほぼ同じであり、植物体への作用点(孔辺細胞、葉や根での維管束部位)も同様であることが明らかとなった。ABA受容体の変異株abi1を用いた実験から、キナバクチンとABA処理で、大幅にABA応答性遺伝子が低下していた。さらに、9種の単量体型ABA受容体が機能しており、2量体型ABA受容体を欠損した多重変異体(quad変異株)では、abi1変異株と同様に、ABA処理によるABA応答性遺伝子の発現誘導が大幅に低下していた。実際に、quad変異株は乾燥に弱い表現型を示す。以上の結果から、2量体型ABA受容体が植物体の主要なABA応答に中心的な役割を果たしている事が示された。

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] Substantial expression of novel small open reading frames in Oryza sativa (2014)
  • Author(s): Okamoto M, Higuchi-Takeuchi M, Shimizu M, Shinozaki K, Hanada K
  • Journal Title: Plant Signal Behav. Volume: 9 Issue: 2 Pages: e27848-e27848
  • DOI: 10.4161/psb.27848
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activation of dimeric ABA receptor elicits guard cell closure, ABA-regulated gene expression and drought tolerance (2013)
  • Author(s): Okamoto M. Peterson FC. Defries A. Park SY. Endo A. Nambara E. Volkman BF. Cutler SR.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA Volume: 110 Issue: 29 Pages: 12132-7
  • DOI: 10.1073/pnas.1305919110
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ２量体型ABA受容体の活性化は、気孔の閉鎖、ABA応答性遺伝子の発現誘導、乾燥耐性ストレス耐性をもたらす (2014)
  • Author(s): Okamoto M. Peterson FC and Cutler SR.
  • Organizer: 植物生理学会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2014-03-19
• [Presentation] 植物ホルモン「アブシジン酸」受容体に対するアゴニストの同定とその利用 (2014)
  • Author(s): 岡本 昌憲
  • Organizer: 第11回岡山理科大学グリーン元素科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 岡山理科大学
  • Year and Date: 2014-03-01
  • Invited
• [Presentation] ケミカルスクリーニングによるABA受容体に対する新奇アゴニストの同 定 (2013)
  • Author(s): Okamoto M. Peterson FC and Cutler SR.
  • Organizer: 植物化学調節学会
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2013-10-31
• [Remarks] 鳥取大学乾燥地研究センター植物分子生物学研究室
  • URL: http://www.alrc.tottori-u.ac.jp/staff204/okamoto/TOP.html