植物における細胞周期制御とストレス応答のクロストーク

• Project Area: Integrated analysis of strategies for plant survival and growth in response to global environmental changes
• Project/Area Number: 23119508
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• 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): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2011: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: 細胞増殖 / 植物 / 発現制御 / ストレス応答 / Myb転写因子 / 細胞周期 / ユビキチンリガーゼ / シロイヌナズナ / 遺伝子

Research Abstract

ストレスによる成長抑制に寄与している可能性があるR1R2R3型Myb転写因子とAPC/Cユビキチンリガーゼの阻害因子GIG1について研究を行った。R1R2R3-MybはG2/M期遺伝子群の転写制御に関わっており、転写活性化因子として働くグループ（活性化型Myb）と抑制因子として働くMyb（抑制型Myb）が存在する。平成24年度はタバコを使った実験から、R1R2R3-Mybには細胞分裂に対する働きだけではなく、新たに細胞のサイズにも重要な働きがあり、茎の伸長を促進し、結果的に草丈に大きな影響を与えることを示した。R1R2R3-Mybには、G2/M期を制御する働きの他に、ストレス抵抗性に直接関わる遺伝子を制御する可能性が指摘されている。平成24年度はCaMV35Sプロモーターの支配下でMYB3R3（抑制型Myb）やMYB3R4（活性化型Myb）を過剰発現するシロイヌズナ形質転換体を用いて、ストレス抵抗性のテストを行ったが、Mybの過剰発現による効果は見出されなかった。一方で、MYB3R3を自身のプロモーターによる発現する形質転換体では、塩ストレス下において著しい成長抑制を示すことがわかった。これらの結果からMYB3R3は塩ストレス下で抵抗性の獲得に関わっているというよりは、むしろストレスによる成長抑制に寄与している可能性が示された。昨年度、同定したAPC/Cユビキチンリガーゼの阻害因子GIG1についての研究から、GIG1と構造のよく似たUVI4は、異なるタイプのAPC/C活性化因子を阻害することにより、異なるM期サイクリンに作用し、それぞれエンドマイトーシスとエンドリプリケーションと呼ばれるプロイディの増加現象を抑制的に制御している可能性を示した。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

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] 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
• [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
• [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 thaliana (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
• [Presentation] ゲノム倍加を制御する新奇APC/C阻害タンパク質
  • Author(s): 伊藤正樹
  • Organizer: 日本植物学会第76回大会
  • Place of Presentation: 姫路
• [Presentation] R1R2R3-Mybtranscriptional repressors are important for developmentally controlled expression of G2/M-specific genes.
  • Author(s): Eriko Iwata, Norihito Nakamichi, Masaki Ito
  • Organizer: 第54回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岡山
• [Presentation] Cellular ploidy levels are regulated by novel inhibitor proteins of APC/C during organ development in Arabidopsis.
  • Author(s): Masaki Ito, Eriko Iwata, Saki Ikeda, Asuka Kobayashi, Natsumi Abe, Mariko Kurata
  • Organizer: 23th International Conference on Arabidopsis Research
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
• [Presentation] Negative regulators of APC/C as determinants of ploidy levels
  • Author(s): Masaki Ito
  • Organizer: 10th International Congress of Plant Molecular Biology
  • Place of Presentation: Jeju, Korea
  • Invited
• [Remarks] 伊藤研究グループ
  • 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