低温シグナル伝達因子ＩＣＥ１の活性化に関わる分子機構の解明

• Project Area: Environmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses
• Project/Area Number: 23120503
• 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: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 三浦 謙治 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (00507949)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000); Fiscal Year 2012: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000); Fiscal Year 2011: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
• Keywords: 転写因子ICE1 / MYC型転写因子 / 低温シグナル伝達 / 低温応答 / カルモジュリン様タンパク質 / リン酸化 / ICE1過剰発現 / 抗酸化物質

Outline of Annual Research Achievements

１．「カルモジュリン様タンパク質CML10による低温シグナリング調節」:ICE1と相互作用するCML10過剰発現体では低温耐性を、RNAi抑制体では低温感受性を示した。50種類のCMLとICE1の相互作用を調べたところ、多くのCMLとICE1との相互作用が見られた。ただ、ICE1と同じように葉での発現が高いものはCML12, CML20, CML35だった。
２．「MAPキナーゼ(MPK)による低温シグナリング調節」：先行研究においてMPK4及びMPK6が低温によって活性化されることが示されているが、その活性化パターンとICE1のリン酸化パターンが類似していた。mpk4変異株では低温感受性を示し、また低温応答性遺伝子の発現低下が見られた。活性型MPK4を用いてICE1のC末におけるリン酸化をin vitro系で調べたところ、ICE1のリン酸化が認められた。
３．「転写因子MYC67, 70, 71は低温シグナルの負の調節因子である」：これらのMYC転写因子が低温シグナル伝達における負の調節因子であった。MYC67, 70, 71はホモダイマーとしてDREB1プロモータ領域に存在するMYC認識領域(CANNTG)に結合することを明らかにした。この領域はICE1も結合する領域なので、ICE1とMYC転写因子が競合すると考えられる。ICE1とMYC転写因子を用いたEMSAを行ったところ、ヘテロダイマーとしてcisエレメントに結合している可能性が示唆された。また、植物体内におけるICE1とcisエレメントとの結合度合を野生種とmyc変異体においてChIPアッセイを行った。すると、myc変異株においてはICE1とcisエレメントとの結合が強かった。このことから、MYC転写因子はICE1とヘテロダイマーを形成することでICE1とcisエレメントとの結合を阻害していることが示唆された。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] SIZ1 deficiency causes reduced stomatal aperture and enhanced drought tolerance via controlling salicylic acid-induced ROS accumulation in Arabidopsis. (2013)
  • Author(s): Miura, K., Okamoto, H., Okuma, E., Shiba, H., Kamada, H., Hasegawa, P.M., and Murata, Y.
  • Journal Title: Plant J. Volume: 73 Issue: 1 Pages: 91-104
  • DOI: 10.1111/tpj.12014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nitrogen and Phosphorus Nutrition Under Salinity Stress (2013)
  • Author(s): Miura, K.
  • Journal Title: Ecophysiology and Responses of Plants under Salt Stress, Springer Volume: 1 Pages: 425-441
• [Journal Article] <i>SlICE1</i> encoding a MYC-type transcription factor controls cold tolerance in tomato, <i>Solanum lycopersicum</i> (2012)
  • Author(s): Miura, K., Shiba, H., Ohta, M., Kang, S.W., Yuasa, T., Iwaya-Inoue, M., Kamada, H., and Ezura, H.
  • Journal Title: Plant Biotechnology Volume: 29 Issue: 3 Pages: 253-260
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.12.0303a
  • NAID: 10030804650
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Accumulation of antioxidants and antioxidant activity in tomato, <i>Solanum lycopersicum</i>, are enhanced by the transcription factor <i>SlICE1</i> (2012)
  • Author(s): Miura, K., Sato, A., Shiba, H., Kang, S.W., Kamada, H., and Ezura, H.
  • Journal Title: Plant Biotechnology Volume: 29 Issue: 3 Pages: 261-269
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.12.0303b
  • NAID: 10030804692
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MMS21/HPY2 and SIZ1, two Arabidopsis SUMO E3 ligases, have distinct functions in development (2012)
  • Author(s): Ishida T, Yoshimura M, Miura K, Sugimoto K
  • Journal Title: PLos ONE Volume: 7(10) Issue: 10 Pages: e46897-e46897
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0046897
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SIICE1 encoding a MYC-type transcription factor controls cold tolerance in tomato, Solanum lycopersicum (2012)
  • Author(s): Miura K, et al
  • Journal Title: Plant Biotechnol Volume: 29(In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Accumulation of antioxidants and antioxidative activity are enhanced by a transcription factor SIICE1 in tomato, Solanum lycopersicum (2012)
  • Author(s): Miura K, et al
  • Journal Title: Plant Biotechnol Volume: 29(In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of a plastidial sodium-dependent pyruvate transporter (2011)
  • Author(s): Furumoto T., Yamaguchi T., Ohshima-Ichie Y., Nakamura M., Iwata Y., Shimamura M., Ohnishi J., Hata S., Gowik U., Westhoff P., Bräutigam A., Weber A., Izui K.
  • Journal Title: Nature Volume: 476 Issue: 3 Pages: 472-475
  • DOI: 10.3390/ijms14035312
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Abiotic Stress and Role of Salicylic Acid in Plants (2011)
  • Author(s): Hara M, Furukawa J, Sato A, Mizoguchi T, Miura K
  • Journal Title: Abiotic Stress Responses in Plants : Metabolism, Productivity, and Sustainability Volume: 13 Pages: 235-251
• [Presentation] 低温シグナル伝達因子ICE1と相互作用するカルモジュリン様タンパク質の解析 (2013)
  • Author(s): 芝勇人、中澤真知子、Mickael Lissarre、三浦謙治
  • Organizer: 第５４回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 岡山(岡山大学)
  • Year and Date: 2013-03-23
• [Presentation] ICE1相互作用因子MYC67, 70, 71は低温シグナルの負の調節因子として働く (2013)
  • Author(s): 太田賢、佐藤愛子、野澤理恵子、岡和、多田安臣、Jian-Kang Zhu、三浦謙治
  • Organizer: 第５４回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 岡山(岡山大学)
  • Year and Date: 2013-03-23
• [Presentation] シロイヌナズナSUMO E3 ligase MMS21/HPY2とSIZ1の発生制御に関する機能分化 (2013)
  • Author(s): 石田喬志、吉村美香、三浦謙治、杉本慶子
  • Organizer: 第５４回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 岡山(岡山大学)
  • Year and Date: 2013-03-23
• [Presentation] XTH20 and XTH19 directly controlled by ANAC071 are involved in the tissue reunion process in Arabidopsis cut inflorescence stem (2013)
  • Author(s): Weerasak Pitaksaringkarn、朝比奈雅志、三浦謙治、松岡啓太、小野公代、小野道之、横山隆介、西谷和彦、佐藤忍
  • Organizer: 第５４回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 岡山(岡山大学)
  • Year and Date: 2013-03-23
• [Presentation] ICE1依存的低温シグナリングとカルシウムセンシング (2012)
  • Author(s): 芝勇人、三浦謙治
  • Organizer: 新学術領域「植物の環境感覚」第3回若手の会
  • Place of Presentation: 静岡(浜名湖カリアック)
  • Year and Date: 2012-10-15
• [Presentation] ICE1相互作用因子カルモジュリン様タンパク質による低温シグナリング調節機構 (2012)
  • Author(s): 三浦謙治
  • Organizer: 日本植物学会第７６回大会
  • Place of Presentation: 姫路(兵庫県立大学)
  • Year and Date: 2012-09-17
• [Presentation] シロイヌナズナSUMO E3 ligase MMS21/HPY2とSIZ1の発生制御に関する機能分化 (2012)
  • Author(s): 石田喬志、吉村美香、三浦謙治、杉本慶子
  • Organizer: 日本植物学会第７６回大会
  • Place of Presentation: 姫路(兵庫県立大学)
  • Year and Date: 2012-09-16
• [Presentation] トマトICE1による低温耐性増強及び抗酸化物質の蓄積 (2012)
  • Author(s): 三浦謙治、芝勇人、佐藤文香、太田賢、Seung Won Kang、湯淺高志、井上眞理、鎌田博、江面浩
  • Organizer: 第30回日本植物細胞分子生物学会(生駒)大会
  • Place of Presentation: 奈良(奈良先端科学技術大学院大学)
  • Year and Date: 2012-08-05
• [Presentation] MYC-type transcription factors, interactors of ICE1, are negative regulators for cold signaling and tolerance in Arabidopsis (2012)
  • Author(s): Kenji Miura, Masaru Ohta, Aiko Sato
  • Organizer: Plant and Microbe Adaptations to the Cold (PMAC) 2012
  • Place of Presentation: 北海道大学、札幌
  • Year and Date: 2012-06-25
  • Invited
• [Presentation] ICE1, a transcription factor, for cold tolerance and accumulation of antioxidants in plants (2012)
  • Author(s): Kenji Miura
  • Organizer: 2nd China-Japan-Korea Young Researchers Workshop
  • Place of Presentation: Shanghai, China
  • Year and Date: 2012-04-28
  • Invited
• [Presentation] Regulatory mechanisms of ICE1 for cold signaling and tolerance (2012)
  • Author(s): 三浦謙治
  • Organizer: The 1st International Symposium on Plant Environmental Sensing
  • Place of Presentation: 東大寺総合文化センター(奈良)(招待講演)
  • Year and Date: 2012-03-20
• [Presentation] 低温シグナル伝達因子ICE1と相互作用するカルモジュリン様タンパク質の解析 (2012)
  • Author(s): 芝勇人、中澤真知子、Mickael Lissarre、三浦謙治
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 京都産業大学(京都)
  • Year and Date: 2012-03-18
• [Presentation] MYC-type transcription factor MYC67 and MYC70, interactors of ICE1, negatively regulate cold signaling and tolerance in Arabidopsis (2012)
  • Author(s): 三浦謙治、太田賢、佐藤愛子
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 京都産業大学(京都)
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] ICE1を中心とした低温シグナル伝達機構の解明 (2011)
  • Author(s): 三浦謙治、太田賢、芝勇人、中澤真知子、Mickael Lissarre
  • Organizer: 新学術領域「植物の環境感覚」第2回若手の会
  • Place of Presentation: 琵琶湖ラフォーレ(滋賀)
  • Year and Date: 2011-10-25
• [Presentation] 低温シグナル伝達因子ICE1の活性化機構の解明 (2011)
  • Author(s): 芝勇人、三浦謙治
  • Organizer: 新学術領域「植物の環境感覚」第2回若手の会
  • Place of Presentation: 琵琶湖ラフォーレ(滋賀)
  • Year and Date: 2011-10-24
• [Remarks]
  • URL: http://www.gene.tsukuba.ac.jp/~kmiura/
• [Remarks]
  • URL: http://www.life.tsukuba.ac.jp/topixarchive/topix_20130412_a.pdf
• [Remarks]
  • URL: http://www.gene.tsukuba.ac.jp/~kmiura/
• [Remarks]
  • URL: http://wakate.biol.tsukuba.ac.jp