植物の発生過程における細胞周期G2/M期制御

• Project Area: Plant regulatory systems that control developmental interactions between meristems and lateral organs
• Project/Area Number: 23012017
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 伊藤 正樹 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (10242851)
• Project Period (FY): 2011 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2012: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2011: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: 細胞周期 / 細胞分裂 / 転写制御 / シロイヌナズナ / 植物 / Myb転写因子 / ユビキチンリガーゼ / サイクリン

Research Abstract

シロイヌナズナのRIR2R3-Mybには転写活性化因子として働くMyb(Activator Myb)と、転写抑制因子として働くMyb(Repressor Myb)がある。これらのMybはMSAエレメントと呼ばれる共通のシスエレメントを通じてG2/M期特異的遺伝子の発現を制御している。今年度の研究により、MSAエレメントは、周期依存的なプロモーターの活性化だけではなく、増殖を停止した細胞においては転写を積極的に抑制するrepressor elementとしての働きを持つことを示した。35Sプロモーターの下流にMSAエレメントを導入すると、発生が進み細胞増殖を停止した器官ではプロモーター活性を失うこと、そして、このようなMSAエレメントの効果はRepressor Mybの変異体では見られないことがわかった。また、Represso Mybの変異体では、G2/M期遺伝子の発生の進行に伴うダウンレギュレーションが起きず、細胞増殖を停止した器官においても高い発現が見られた。また、ChIP-qPCR法により、Repressor MybがG21M期遺伝子群のプロモーターにin vivoにおいて結合していることを示した。
APCユビキチンリガーゼの植物特異的な阻害タンパク質として、GIG1とそのパラログUVI4を同定している。これら遺伝子の二重変異体が致死であることから、部分的な機能重複があると考えられるが、それぞれの単独変異体は異なった異常を示すことがわかっている。昨年度から今年度にかけて行った遺伝学的な解析から、このようなGIG1とUVI4の機能の違いは、それぞれが異なったAPC/C活性化因子を阻害することに起因しており、それにより異なるM期サイクリンを基質とするAPC/C活性の制御に関わっていることを示した。

Current Status of Research Progress

Reason

最終年度

Strategy for Future Research Activity

最終年度

Research Products

• [Journal Article] Cell cycle modules in plants for entry into proliferation and for mitosis. In J. Greilhuber et al., eds. (2013)
  • Author(s): Magyar, Z., Ito, M., Binarova, Mohamed, B., Bogre, L.
  • Journal Title: Plant Genome Diversity Volume: Vol. 2 Pages: 77-97
  • DOI: 10.1007/978-3-7091-1160-4_6
  • ISBN: 9783709111598, 9783709111604
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Virus-induced silencing of <i>NtmybA1</i> and <i>NtmybA2</i> causes incomplete cytokinesis and reduced shoot elongation in <i>Nicotiana benthamiana</i> (2012)
  • Author(s): Araki, S., et al.
  • Journal Title: Plant Biotechnology Volume: 29 Issue: 5 Pages: 483-487
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.12.1004a
  • NAID: 130002500891
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of GIG1 and UVI4 genome duplication in Arabidopsis thaliana. (2012)
  • Author(s): Iwata, E., Ikeda S., Mtsunaga, S., Kurata, M., Yoshioka, Y., Criqui, M.-C., Genschik, P., Ito, M.
  • Journal Title: Plant Signaling Behavior Volume: vol.7 (9) Issue: 9 Pages: 1079-1081
  • DOI: 10.4161/psb.21133
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mutations in MYB3R1 and MYB3R4 cause pleiotropic developmental defects and preferential down-regulation of multiple G2/M-specific genes in Arabidopsis thaliana. (2011)
  • Author(s): Haga, N., ら11名
  • Journal Title: Plant Physiol. Volume: 157 Issue: 2 Pages: 706-717
  • DOI: 10.1104/pp.111.180836
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GIGAS CELL1, a novel negative regulator of the anaphase- promoting complex/cyclosome, is required for proper mitotic progression and cell fate determination in Arabidopsis thaliana. (2011)
  • Author(s): Iwata, E., Ikeda S., Mtsunaga, S., Kurata, M., Yoshioka, Y., Criqui, M.-C., Genschik, P., Ito, M
  • Journal Title: The Plant Cell Volume: vol. 23 (12) Issue: 12 Pages: 4382-4393
  • DOI: 10.1105/tpc.111.092049
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation of the parasitic plant Phtheirospermum japonicum (2011)
  • Author(s): Ishida, J.K., Yoshida, S., Ito, M., Namba, S., Shirasu, K.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 6 Issue: 10 Pages: e25802-e25802
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0025802
  • Peer Reviewed
• [Presentation] R1R2R3-Mybtranscriptional repressors are important for developmentally controlled expression of G2/M-specific genes. (2013)
  • Author(s): 岩田恵里子
  • Organizer: 第54回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岡山大学(岡山)
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] Negative regulators of APC/C as determinants of ploidy levels. (2012)
  • Author(s): Ito, M
  • Organizer: 10th International Congress of Plant Molecular Biology
  • Place of Presentation: Jeju (韓国)(招待講演)
  • Year and Date: 2012-10-25
• [Presentation] ゲノム倍加を制御する新奇APC/C阻害タンパク質 (2012)
  • Author(s): 伊藤正樹
  • Organizer: 日本植物学会第76回大会
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学(姫路)
  • Year and Date: 2012-09-17
• [Presentation] 新奇APC/C阻害タンパク質をコードするGIG1とUVI4の機能分担 (2012)
  • Author(s): 池田早希
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 京都産業大学(京都)
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] APC/C阻害因子を欠失したgigas cell1変異体における細胞運命決定の異常 (2012)
  • Author(s): 岩田恵里子
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 京都産業大学(京都)
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] GIGAS CELL1, a novel negative regulator of APC/C, is required for proper mitotic progression and cell fate determination in Arabidopsis thaaliana. (2011)
  • Author(s): 伊藤正樹
  • Organizer: 国際シンポジウム"Strategies of Plants against Global Environmental Change"
  • Place of Presentation: 倉敷市芸文館(倉敷)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-12-10
• [Presentation] 体細胞の染色体数が倍加するシロイヌナズナgigas cell1変異体の解析 (2011)
  • Author(s): 岩田恵里子
  • Organizer: 日本植物学会第75回大会
  • Place of Presentation: 東京大学駒場キャンパス(倉東京)
  • Year and Date: 2011-09-17
• [Remarks]
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~bunka/ito_title%20page.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~bunka/ito_title%20page.html