Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
植物ホルモンと呼ばれる天然物は、受容体タンパク質であるユビキチンリガーゼと転写制御因子の複合体を糊付けする分子であり、植物の生長や防御などの様々な生理応答を制御する。この過程で植物ホルモンは様々な転写制御因子をユビキチン化し、分解に導くことで転写が活性化されるが、その機構の詳細は未解明の部分が多く残されている。本研究では、この未開拓の領域である植物ホルモンを介したユビキチンバイオロジーについて、分子レベルで解析する新たな化学的新手法を開発し、そのメカニズムの解明を目指す。
本研究では、これまでほとんど明らかにされてこなかった植物ホルモンを介したユビキチンバイオロジーについて、分子レベルで解析する新たなケモテクノロジーを開発する。植物ホルモンの多くは、ユビキチンリガーゼ類と転写制御因子などとを糊付けする分子として機能し、環境ストレスによってホルモンが産生されると、転写制御因子がユビキチン化され分解を受けることで、転写が開始し、その後の様々な整理応答が引き起こされるとされている。ただし、これらのユビキチン化の過程を詳細に調べた例はごく僅かであり、未解明の部分が多く残されている。本研究では、植物ホルモン、ジャスモン酸を標的とし、これとユビキチンリガーゼCOI1/転写抑制因子JAZの三者複合体を選択的に形成しうる、あるいはJAZが抑制する転写因子との相互作用を制御するステープルペプチドを開発し、植物ホルモン受容体のユビキチンコードの精密な解読を達成することを目指した。いずれの機能性ペプチドも、in silicoによる詳細な分子設計の末に合成することができ、試験官レベルでCOI1および転写因子の活性を阻害する分子の開発に成功した。さらに後者の転写因子の活性制御については、国際誌に投稿し受理され、世界初の植物体内で機能する人工ステープルペプチドの例として発表することができた。今後はこれらの選択的ケミカルツールを拡充するとともに、植物体内における植物ホルモン活性の選択的制御を行い、ユビキチンコード解析と繋げることで、植物におけるユビキチンバイオロジー研究を加速させることが期待される。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2021 2020 2019 Other
All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results, Open Access: 3 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 5 results) Remarks (1 results)
RSC Chemical Biology
Volume: 2 Issue: 2 Pages: 499-502
10.1039/d0cb00204f
The Plant Journal
Volume: 105 Issue: 2 Pages: 290-306
10.1111/tpj.15115
120006941098
Sci. Rep.
Volume: 10 Issue: 1 Pages: 5333-5333
10.1038/s41598-020-62239-w
化学と生物
Volume: 58 Pages: 200-201
130008013963
植物の生長調節
Volume: 55
130008060506
http://www.orgchem1.chem.tohoku.ac.jp/orgchem1/Home.html
