ＲＮＡ顆粒Ｐボディーを介した環境応答

• Project Area: Environmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses
• Project/Area Number: 23120508
• 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: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡邊 雄一郎 東京大学, 総合文化研究科, 教授 (60183125)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2011: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
• Keywords: P body / 遺伝子発現制御 / 高温 / 低温 / 塩ストレス / リン酸化 / シロイヌナズナ / DCPタンパク質 / P-ボディー / 環境応答 / RNA分解 / miRNA / RNAサイレンシング / 低温ストレス

Outline of Annual Research Achievements

形質転換体として作成したDCP1-GFP植物、DCP2-GFP植物に環境ストレスとして高温(40℃)、低温（4℃）、塩ストレス(NaCl 200 mM)を処理し、根の伸長領域において蛍光観察を行った。得られた画像データからDCP1-GFPまたはDCP2-GFPに由来する顆粒を数値化し、コントロールとストレス処理植物間で比較した。高温処理は顆粒数の変化が大きかった90分、低温処理は20時間行うことにした。DCP1-GFP植物では高温、塩、低温処理により顆粒数が増加した。DCP2は高温、塩では顆粒数が増加したが、低温では顆粒数は増加しなかった。
高温処理、低温処理を施して顆粒数の変化をおこした植物を、通常の23℃に戻すと、それぞれ３時間、５時間ほどでコントロールと同じレベルの顆粒数となり、顆粒へと離合集散する過程が可逆的であることが示唆された。
上記ストレス処理前後の植物からタンパク質を抽出し、ウェスタンブロッティングを行い、DCP1, DCP2タンパク質の量の変化があるかないかを確認した。その結果、ストレスの前後において、DCP1-GFP植物、DCP2-GFP植物それぞれでDCP1、DCP2の全タンパク質の量に変化はなかった。
高温と塩ストレス処理によりDCP1のリン酸化が促進されることが確認された。一方で低温ストレス処理ではDCP1のリン酸化は促進されないことが明らかとなった。高温処理を施して顆粒数の変化をおこしたDCP1-GFP植物を、通常の23℃へと戻すと、リン酸化レベルはコントロールの植物と同じレベルに下がった。

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] The role of decapping proteins in the miRNA accumulation in Arabidopsis thaliana (2012)
  • Author(s): Kazuki Motomura, Quy T.N. Le, Naoyoshi Kumakura, Takashi Fukaya, Atsushi Takeda and Yuichi
  • Journal Title: RNA Biology Volume: 9 Issue: 5 Pages: 644-652
  • DOI: 10.4161/rna.19877
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RNA Processing Bodies, Peroxisomes, Golgi Bodies, Mitochondria, and ER Tubule Junctions Frequently Pause at Cortical Microtubules (2012)
  • Author(s): Takahiro Hamada, Motoki Tominaga, Takeshi Fukaya, Masayoshi Nakamura, Akihiko Nakano, Yuichiro Watanabe, Takashi Hashimoto, Tobias I.Baskin
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology Volume: 53 Issue: 4 Pages: 699-708
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs025
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Loss of XRN4 function can trigger cosuppression in a sequence-dependent manner (2012)
  • Author(s): Hayashi, M., C. Nanba, M. Saito, M. Kondo, A. Takeda, Y. Watanabe and M. Nishimura
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. Volume: 53 Issue: 7 Pages: 1310-1321
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs078
  • NAID: 10030963643
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] miR165/166 and the development of land plants (2012)
  • Author(s): Sakaguchi, J., Watanabe, Y.
  • Journal Title: Develop.Growth Differ. Volume: 54巻 Issue: 1 Pages: 93-99
  • DOI: 10.1111/j.1440-169x.2011.01318.x
  • NAID: 10030405003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RNA processing bodies, peroxisomes, Golgi bodies, mitochondria, and Endoplasmic Reticulum tubule junctions frequently pause at cortical microtubules (2012)
  • Author(s): Hamada, T., et.al
  • Journal Title: Plant Cell Physiol Volume: 53 Pages: 699-708
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NIMA-related kinases 6, 4, and 5 interact with each other to regulate microtubule organization during epidermal cell expansion in Arabidopsis thaliana (2011)
  • Author(s): H. Motose, T. Hamada, K. Yoshimoto, T. Murata, M. Hasebe, Y. Watanabe, T. Hashimoto, T. Sakai, and T. Takahashi
  • Journal Title: Plant J Volume: 67 Issue: 6 Pages: 993-1005
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04652.x
  • NAID: 120004897844
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Assessment of plant RNA exosome as a viral resistance factor (2012)
  • Author(s): Naoyoshi Kumakura
  • Organizer: Frontiers in Plant RNA Research 2012
  • Place of Presentation: 北海道大学、札幌
  • Year and Date: 2012-10-17
  • Invited
• [Presentation] Construction of microRNA expression system independent of DCL1 (2012)
  • Author(s): Masayuki Tsuzuki
  • Organizer: Frontiers in Plant RNA Research 2012
  • Place of Presentation: 北海道大学、札幌
  • Year and Date: 2012-10-17
  • Invited
• [Presentation] Assessment of plant RNA exosome as a viral resistance factor (2012)
  • Author(s): Naoyoshi Kumakura
  • Organizer: The complex life of mRNA, EMBL symposia
  • Place of Presentation: EMBL, Heidelberg, Germany
  • Year and Date: 2012-10-07
  • Invited
• [Presentation] シロイヌナズナにおけるDCL1に依存しないmicroRNAの発現系の構築 (2012)
  • Author(s): 都筑正行
  • Organizer: 日本植物細胞分子生物学会
  • Place of Presentation: 奈良先端科学技術大学院大学
  • Year and Date: 2012-08-05
• [Presentation] Assessment of RNA exosome as a viral resistance factor (2012)
  • Author(s): Naoyoshi Kumakura
  • Organizer: The XV International Congress of Molecular Plant-Microbe Interactions
  • Place of Presentation: 京都国際会議場、京都
  • Year and Date: 2012-07-29
• [Presentation] 植物はどのように病原体を感知するのか (2011)
  • Author(s): Yuichiro Watanabe
  • Organizer: シンポジウム明治大学植物病原体ストレスの多様性と宿主応答
  • Place of Presentation: 明治大学生田キャンパス(神奈川県)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-26
• [Presentation] Postrranscriptional gene regulation mediated by small RNAs in plant cytoplasm (2011)
  • Author(s): Yuichiro Watanabe
  • Organizer: International Plant RNA workshop
  • Place of Presentation: 理化学研究所鶴見(神奈川県)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-06-21
• [Book] RNAi and Plant Gene Function Analysis-Methods and Protocols (2011)
  • Author(s): Watanabe, Y.分担執筆
  • Total Pages: 240
  • Publisher: Humana Press
• [Remarks]
  • URL: http://bio.c.u-tokyo.ac.jp/labs/watanabe/index.htm
• [Remarks]
  • URL: http://gpes.c.u-tokyo.ac.jp/faculty-staff/health-and-security/yuichiro-watanabe.html
• [Remarks]
  • URL: http://bio.c.u-tokyo.ac.jp/labs/watanabe/index.htm