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コケ植物を用いたABA、低温および浸透圧応答の統合的制御に関する基礎研究

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity
Project/Area Number 16H01460
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

竹澤 大輔  埼玉大学, 理学部, 准教授 (20281834)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords植物 / 環境 / アブシシン酸 / ストレス / 低温 / 乾燥 / 制御 / コケ植物 / プロテインキナーゼ / 変異株 / 相互作用因子 / アブシジン酸 / 浸透圧 / 情報伝達
Outline of Annual Research Achievements

ABA・高浸透圧・低温に非感受性のヒメツリガネゴケ変異株の解析から同定されたグループB3 Raf様プロテインキナーゼARKの活性化の仕組みを調べるため、ARK-GFPを発現する形質転換体から抗GFP抗体ビーズを用いてタンパク質を精製し、LC-MS/MS解析により相互作用タンパク質およびリン酸化ペプチドの解析を行った。相互作用タンパク質の解析からは、ARK-interacting kinase (ARIK) が新たに同定された。リコンビナントタンパク質を用いた実験からARIKはin vitroでARKによるリン酸化を受けることが明らかとなった。また、そのリン酸化部位の候補を特定した。ARKの抗リン酸化抗体を用いた解析から、キナーゼドメインのアクチベーションループ内に存在するSer1029のリン酸化がABAにより増大し、Ser1029のAlaへの変異はABA応答を低下させることが明らかとなった。キナーゼ活性を失ったarkD995N株においてはSer1029のリン酸化が完全に抑えられたことから、Ser1029のリン酸化は他のキナーゼによるものではなく、自己リン酸化により行われると考えられた。しかし、ABAによるリン酸化亢進の仕組みは不明である。ABA応答の負の制御因子PpABI1欠損株(ppabi1a/b)では、Ser1029のリン酸化が亢進されたことから、このリン酸がPpABI1による負の制御を受ける可能性が示された。一方、ABA非存在下ではppabi1a/b株でもSer1029のリン酸化は野生株と同様に低く抑えられていたことから、PpABI1以外の因子による負の制御が存在することも示唆された。これらの結果から、ABAやストレスシグナルの伝達、およびそれらの統合におけるRaf様キナーゼの役割と、そのリン酸化による制御の仕組みの一端が明らかとなった。

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。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017 2016

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

  • [Journal Article] Insights into Land Plant Evolution Garnered from the Marchantia polymorpha Genome.2017

    • Author(s)
      Bowman J, Kouchi T,..(106名)..Yokoyama R, ..(4名)
    • Journal Title

      Cell

      Volume: 171 Issue: 2 Pages: 287-304

    • DOI

      10.1016/j.cell.2017.09.030

    • NAID

      120006353839

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Abscisic acid-induced gene expression in the liverwort Marchantia polymorpha is mediated by evolutionarily conserved promoter elements.2016

    • Author(s)
      Ghosh TK, Kaneko M, Akter K, Murai S, Komatsu K, Ishizaki K, Yamato TK, Kohchi T, Takezawa D
    • Journal Title

      Physiologia Plantarum

      Volume: 156 Issue: 4 Pages: 407-420

    • DOI

      10.1111/ppl.12385

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Raf様プロテインキナーゼARKによるヒメツリガネゴケのアブシジン酸および低温応答の制御2018

    • Author(s)
      平出真由佳、石崎優美子, 桑田啓子, 猿橋正史, 坂田洋一, 梅澤泰史, 竹澤大輔
    • Organizer
      第59回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Archetypal roles of abscisic acid in vegetative desiccation tolerance and sugar responses revealed by analysis of the PYRABACTIN RESISTANCE1-like protein2017

    • Author(s)
      Takezawa D, Jahan A, Umezawa T, Sakata Y and Komatsu K
    • Organizer
      Renaissance of Marchantia
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Raf様プロテインキナーゼARKによる ヒメツリガネゴケのアブシジン酸および低温応答の制御2017

    • Author(s)
      平出 真由佳、石崎 優美子、 桑田 啓子、猿橋 正史、坂田 洋一、梅澤 泰史、 竹澤 大輔
    • Organizer
      日本植物学会第81会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Phosphorylation-mediated activation of the Raf-like kinase ARK for response to abscisic acid in Physcomitrella patens2016

    • Author(s)
      Ishizaki Y, Saruhashi M, Hagiwara K, Sakata Y, Umezawa T, Takezawa D
    • Organizer
      Cold Spring Harbor Asia 2016-Latest Advances in Plant Development and Environmental Responses
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市)
    • Year and Date
      2016-11-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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