シロイヌナズナの小胞体ストレス応答機構

• Project Area: Protein community: organization and maintenance of protein functions
• Project/Area Number: 22020031
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 小泉 望 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (20252835)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2011: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2010: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: 小胞体 / タンパク質の品質管理 / シロイヌナズナ / 転写因子 / シャペロン / 変異体

Research Abstract

平成23年度は、BiP3プロモーターにGUS遺伝子を連結した遺伝子を導入したシロイヌナズナを用いて、ツニカマイシン処理によりGUS活性に異常がある変異体の単離、生理的特徴づけ、bZIP60変異の確認、アリル検定、原因遺伝子の同定を予定した。ツニカマイシン処理によってもGUS活性の誘導が顕著に起こらない変異体には関しては、BiP3の誘導も抑制されている系統が100系統以上得られたが、bZIP60の活性化が見られるとともに、他の小胞体ストレス応答関連遺伝子の誘導抑制が顕著に認められず、当初目的としていた変異体であるかどうかが必ずしも明確で無いとともに、系統数が多すぎるため、想定外の現象が起こっていると推定され、解析を一旦中断した。一方、ツニカマイシン処理を行わなくてもGUS活性の上昇が見られる変異体が2系統単離された。この表現型は植物を無菌的にMS培地にて生育させた場合には見られなくなった。また、変異体は土壌を用いて非無菌的に栽培すると、生育遅延、矮化といった生育阻害を示した。従って、これら変異体では、何らかの環境ストレスの結果、恒常的に小胞体ストレスが起こっていると考えられた。ウエスタン解析の結果、GUS活性の上昇や生育阻害を示した条件下では、BiP1、BiP3タンパク質の蓄積量も増加していることが明らかとなった。しかし、BiP3の誘導に主として働く転写因子bZIP60の活性化は検出されなかった。交配によるアリル検定の結果、これらの2系統の変異はいずれも劣性であることと、変異は異なる遺伝子座にあることが示された。次世代シークエンサーによる原因遺伝子の特定のためにF2種子を採取した。

Research Products

• [Journal Article] Role of the plant-specific endoplasmic reticulum stress-inducible gene <i>TIN1</i> in the formation of pollen surface structure in <i>Arabidopsis thaliana</i> (2012)
  • Author(s): Yuji Iwata, Tsuneyo Nishino, Megumi Iwano, Seiji Takayama, Nozomu Koizumi
  • Journal Title: Plant Biotechnology Volume: 29 Issue: 1 Pages: 51-56
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.11.1228a
  • NAID: 10030561397
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of a Series of Gateway Binary Vectors Possessing a Tunicamycin Resistance Gene as a Marker for the Transformation of Arabidopsis thaliana (2011)
  • Author(s): Tanaka Y, Nakamaura S, Kawamukai M, Koizumi N, Nakagawa T
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry Volume: 75 Issue: 4 Pages: 804-807
  • DOI: 10.1271/bbb.110063
  • NAID: 10028272038
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Arabidopsis IRE1 catalyses unconventional splicing of bZIP60 mRNA to produce the active transcription factor (2011)
  • Author(s): Nagashima, H, Mishiba H, Suzuki E, Shimada Y, Iwata Y, Koizumi N
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 1 Issue: 1 Pages: 29-29
  • DOI: 10.1038/srep00029
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] De novo DNA methylation of the 35S enhancer revealed by high-resolution methylation analysis of an entire T-DNA segment in transgenic gentian. (2011)
  • Author(s): atoshi Yamasaki, Masayuki Oda Nozomu Koizumi, Kazuhiko Mitsukuri, Masafumi Johkan, Takashi Nakatsuka, Masahiro Nishihara, Kei-ichiro Mishiba
  • Journal Title: Plant Biotechnology Volume: 28 Pages: 223-230
  • NAID: 10028259282
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 植物における小胞体の品質管理病原菌認識機構の解析から見えてきたもの (2011)
  • Author(s): 小泉望、岩田雄二
  • Journal Title: 化学と生物 Volume: 49 Pages: 88-91
  • NAID: 10027898368
• [Journal Article] Development of series of gateway binary vectors possessing a tunicamycin resistance gene as a marker for transformation of Arabidopsis thaliana. (2011)
  • Author(s): Yuji TANAKA, Shinya NAKAMURA, Makoto KAWAMUKAI, Nozomu KOIZUM3, Tsuyoshi NAKAGAWA
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology and Biochemistry Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transcriptomic response of Arabidopsis thaliana to tunicamycin-induced endoplasmic reticulum stress. (2010)
  • Author(s): Yuji Iwata, Masayo Sakiyama, Mi-Hyun Lee, Nozomu Koizumi
  • Journal Title: Plant Biotechnology Volume: 27 Pages: 161-171
  • NAID: 10026527128
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of a plant-specific gene Induced by endoplasmic reticulum stress in Arabidopsis thaliana. (2010)
  • Author(s): Yuji Iwata, Tsuneyo Nishinio, Seiji Takayama, Nozomu Koizumi
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology and Biochemistry Volume: 74 Pages: 2087-2091
  • NAID: 10027560669
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 遺伝子組換え(GM)ナタネのこぼれ種と生物多様性 (2010)
  • Author(s): 小泉望、中山祐一郎
  • Journal Title: バイオサイエンスとインダストリー Volume: 68 Pages: 361-363
  • NAID: 10026587102
• [Presentation] シロイヌナズナの小胞体ストレス応答におけるIRE1-bZIP60経路の解析 (2012)
  • Author(s): 長島幸広、三柴啓一郎、鈴木英司、嶋田幸久、岩田雄二、小泉望
  • Organizer: 日本植物細胞分子生物学会・第53回年会
  • Place of Presentation: 京都産業大学(京都)
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] 細胞質スプライシングにより制御されるシロイヌナズナの転写因子bZIP60 (2011)
  • Author(s): 小泉望
  • Organizer: 京都植物バイテク談話会・第21回植物バイテクシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都産業大学(京都)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-12-08
• [Presentation] シロイヌナズナIRE1による小胞体局在型転写因子bZIP60の制御機構の解明 (2011)
  • Author(s): 長島幸広、三柴啓一郎、鈴木英司、嶋田幸久、岩田雄二、小泉望
  • Organizer: 日本植物細胞分子生物学会・第29回大会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
  • Year and Date: 2011-09-06
• [Presentation] 植物における小胞体ストレス応答の分子機構 (2011)
  • Author(s): 小泉望
  • Organizer: 農芸化学関西支部第470回講演会・ミニシンポジウム「植物生理機能の解明から活用へ」
  • Place of Presentation: 大阪府立大学(大阪・堺)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-07-02
• [Presentation] Arabidopsis IRE1 catalyses cytoplasmic splicing of bZIP60 mRNA to produce the active transcription factor (2011)
  • Author(s): Yukihiro Nagashima, Kei-ichiro Mishiba, Eiji Suzuki, Yukihisa Shimada, Yuji Iwata, Nozomu Koizumi
  • Organizer: International Plant RNA workshop
  • Place of Presentation: 理化学研究所(神奈川・鶴見)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-06-21
• [Presentation] The ER Stress Response in Arabidopsis (2011)
  • Author(s): 小泉望
  • Organizer: Molecular Farming : Promises and Challenges (Korean Society for Molecular Farming Research)
  • Place of Presentation: ソウル教育文化会館(韓国ソウル)
  • Year and Date: 2011-01-18
• [Presentation] Membrane-bound Transcription Factors involved in the Arabidopsis ER stress response (2010)
  • Author(s): 小泉望
  • Organizer: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会/第83回日本生化学会大会合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場(神戸市)
  • Year and Date: 2010-12-08
• [Presentation] Membrane-bound transcription factors in Arabidopsis (2010)
  • Author(s): 小泉望
  • Organizer: 奈良先端科学技術大学院大学グローバルCOEセミナー
  • Place of Presentation: 奈良先端科学技術大学院大学(生駒市)
  • Year and Date: 2010-11-19
• [Presentation] シロイヌナズナ膜結合型転写因子のFumonisin B1による活性化 (2010)
  • Author(s): 李美賢, 崎山雅代, 長島幸広, 小泉望
  • Organizer: 日本農芸化学会平成22年度関西支部大会(第466回講演会)
  • Place of Presentation: 近畿大学農学部(奈良市)
  • Year and Date: 2010-10-03
• [Presentation] An Arabidopsis transcription factor AtbZIP60 involved in the unfolded protein response also regulates genes induced by fumonisin B1 (2010)
  • Author(s): Mi-Hyun Lee, Masayo Sakiyama, Yukihiro Nagashima, Nozomu Koizumi
  • Organizer: 第3回 国際シンポジウム「タンパク質の社会(Protein Community)
  • Place of Presentation: ホテル日航奈良(奈良市)
  • Year and Date: 2010-09-13
• [Presentation] シロイヌナズナの膜結合型転写因子bZIP60によるPDRI2の制御 (2010)
  • Author(s): 李美賢、崎山雅代、長島幸広、小泉望
  • Organizer: 第28回日本植物細胞分子生物学会(仙台)大会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台市)
  • Year and Date: 2010-09-03
• [Presentation] Membrane-bound transcription factor mediates two independent signaling pathways (2010)
  • Author(s): Mi-Hyun Lee, Yuji Iwata, Nozomu Koizumi
  • Organizer: 21st ICAR(第21回国際シロイヌナズナ研究会議)
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜市)
  • Year and Date: 2010-06-08
• [Presentation] Membrane-bound transcription factor in Arabidopsis mediates two independent signaling (2010)
  • Author(s): 小泉望
  • Organizer: Crop Functional Genomics 2010 (Korean Society for Plant Biotechnology)
  • Place of Presentation: ラマダプラザチェジュ(韓国済州島)
  • Year and Date: 2010-04-16
• [Book] Plant Transcription Factors (Methods in Molecular Biology, Vol.754) (2011)
  • Author(s): Yuji Iwata, Mi-Hyun Lee, Nozomu Koizumi
  • Total Pages: 310
  • Publisher: Humana Press
• [Book] Plant Transcription Factors (Methods in Molecular Biology, Vol.754) (2011)
  • Author(s): Yuji Iwata, Mi-Hyun Lee, Nozomu Koizumi
  • Total Pages: 310
  • Publisher: A Humana Press
• [Remarks]
  • URL: http://www.plant.osakafu-u.ac.jp/~mishiba/index.html