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細胞場におけるmRNA代謝とタンパク質分解とを統合する環境刺激応答制御機構

Publicly Offered Research

Project AreaEnvironmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses
Project/Area Number 23120515
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

柘植 知彦  京都大学, 化学研究所, 助教 (50291076)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥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光形態形成 / 紫外線応答 / タンパク質分解制御 / RNA代謝 / COP9シグナロソーム / SAP130 / 花粉形態形成 / 環境応答
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、植物の環境感覚においてCOP9シグナロソーム(CSN)が「mRNA代謝とタンパク質分解とを統合的に制御する鍵因子である」と考え、細胞の場におけるCSNの刺激応答機構を解明することを目的としている。当該年度はCSNとmRNA代謝制御関連因子の相互作用が、植物の環境刺激応答に担う機能を理解することを目指した。
CSNと直接結合するSAP130の機能解析を進めた結果、その転写産物は多くの器官で認められたが、その発現抑制植物は花粉の形態形成異常を示した。SAP130発現抑制植物では花粉形成期に発現するQRT1とQRT3のmRNA量が減少することから、「スプライシングの標的や効率の制御機構にSAP130が関与する」と仮説を立てて候補遺伝子群の発現解析を進めた。加えてSAP130発現抑制植物では、アントシアニンの蓄積が上昇し、光感受性が亢進することを示し、原因となる標的遺伝子の同定を進めた。また、SAP130に加えてAt3g11960類似遺伝子が存在することを見出し、その機能欠損植物ラインを確立したので解析を進めた。
一方、csn1部分相補植物fus6/CSN1-3-4もSAP130発現抑制植物と類似した低い稔性を示し、花粉の形成過程に異常があったことから、CSNとSAP130とが協調して花粉形成に必須の機能を担うと考えている。
SAP130が構成するSF3bはヒトでは7因子で構成されているが、植物では未知である。シロイヌナズナにもそれらの遺伝子が保存されており、SAP155を除く6因子については2コピーずつ同定した。手始めにSAP49を解析した結果、SAP49は植物発生初期の形態形成に重要であることが判明し、他についても順次機能解析を進めている。また、スプライシングに関わるPrp43も2コピー存在し、CSNと結合することからその機能解析を進めている。

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。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] The Arabidopsis COP9 SIGNALOSOME INTERACTING F-BOX KELCH 1 protein forms an SCF ubiquitin ligase and regulates hypocotyl elongation2013

    • Author(s)
      Franciosini A, Lombardi B, Iafrate S, Pecce V, Mele G, Lupacchini L, Kondou Y, Gusmaroli G, Aki S, Tsuge T, Deng XW, Matsui M, Vittorioso P, Costantino P, Serino G
    • Journal Title

      Mol Plant

      Volume: Mar 9. Epub ahead of print Issue: 5 Pages: 1616-1629

    • DOI

      10.1093/mp/sst045

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The minimal deneddylase core of the COP9 signalosome excludes the Csn6 MPN -domain2012

    • Author(s)
      Pick E, Golan A, Zimbler JZ, Guo L, Sharabi Y, Tsuge T, Wei N
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 7 Issue: 8 Pages: e43980-e43980

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0043980

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] AtSap130/AtSF3b-3 function is required for reproduction in Arabidopsis thaliana2011

    • Author(s)
      Aki, S., Nakai, H., Aoyama, T., Oka, A., and Tsuge, T
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol

      Volume: 52 Issue: 8 Pages: 1330-1339

    • DOI

      10.1093/pcp/pcr077

    • NAID

      10029713258

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CSN1 inhibits c-Jun phosphorylation and down-regulates ectopic expression of JNK12011

    • Author(s)
      Tsuge T, Menon S, Tong Y, Wei N.
    • Journal Title

      Protein Cell

      Volume: 2 Issue: 5 Pages: 423-432

    • DOI

      10.1007/s13238-011-1043-0

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] AtSap130/AtSF3b-3 function is required for reproduction Arabidopsis thaliana2011

    • Author(s)
      Aki, S., et al
    • Journal Title

      Plant & Cell Physiology

      Volume: 52 Issue: 4 Pages: 1330-1339

    • DOI

      10.1105/tpc.111.083337

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] COP9シグナロソームとスプライソソーム構成因子群は植物形態形成に重要な役割を担う2013

    • Author(s)
      安喜史織、張俊、後藤翔、中井秀人、岡穆宏、青 山卓史、瞿礼嘉、柘植知彦
    • Organizer
      第54回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岡山大学、岡山県岡山市
    • Year and Date
      2013-03-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] COP9シグナロソームと結合するPrp43 RNAヘリカーゼの機能解析2013

    • Author(s)
      後藤翔、青山卓史、柘植知彦
    • Organizer
      第54回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岡山大学、岡山県岡山市
    • Year and Date
      2013-03-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] COP9シグナロソームと相互作用するTrihelix proteinの機能解析2013

    • Author(s)
      中井秀人、安喜史織、HEYL Alexander、青山卓 史、柘植知彦
    • Organizer
      第54回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岡山大学、岡山県岡山市
    • Year and Date
      2013-03-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Understanding CSN through CSN1 and its binding partners.2012

    • Author(s)
      Tsuge T.
    • Organizer
      Symposium on Plant Biology and Agrobiotechnology
    • Place of Presentation
      Peking University, Beijing PRC.
    • Year and Date
      2012-10-17
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] COP9 signalosome and its interacting protein SAP130 are important for pollen development in Arabidopsis.2012

    • Author(s)
      Aki S, Nakai H, Goto K, Oka A, Aoyama T, Tsuge T.
    • Organizer
      ZOMES-VII “Ubiquitin family proteins and their cognate PCI complexes”
    • Place of Presentation
      Munich GERMANY.
    • Year and Date
      2012-09-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of a spliceosomal RNA helicase interacting with CSN1 in Arabidopsis.2012

    • Author(s)
      Goto K, Aoyama T, Tsuge T.
    • Organizer
      ZOMES-VII “Ubiquitin family proteins and their cognate PCI complexes”
    • Place of Presentation
      Munich GERMANY.
    • Year and Date
      2012-09-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Involvement of phospholipid signaling in root hair development.2012

    • Author(s)
      Anzai N, Ohashi Y, Tsuge T, Aoyama T.
    • Organizer
      Plant development and environmental interactions - 3rd EMBO conference on plant molecular biology
    • Place of Presentation
      Matera ITALY.
    • Year and Date
      2012-05-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] COP9 signalosome, the master regulator of photomorphogenesis, and its interacting protein SAP130 are important for pollen development in Arabidopsis.2012

    • Author(s)
      Aki S, Nakai H, Aoyama T, Oka A, Tsuge T.
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Plant Environmental Sensing
    • Place of Presentation
      Todaiji Culture Center, Nara NARA
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional analysis of a trihelix protein interacting with COP9 signalosome.2012

    • Author(s)
      Nakai H, Aki S, Heyl A, Aoyama T, Tsuge T
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Plant Environmental Sensing
    • Place of Presentation
      Todaiji Culture Center, Nara NARA
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] COP9シグナロソームとその結合因子のSAP130は花粉形成において重要な役割を担う2012

    • Author(s)
      安喜史織、中井秀人、岡穆宏、青山卓史、柘植知彦
    • Organizer
      53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学、京都府京都市
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] COP9シグナロソームと相互作用するTrihelix proteinの機能解析2012

    • Author(s)
      中井秀人、安喜史織、HEYL Alexander、青山卓史、柘植知彦
    • Organizer
      53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学、京都府京都市
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] リン酸欠乏に応答した根毛伸長におけるPIP5Kの機能2012

    • Author(s)
      和田悠貴香、安田敬子、柘植知彦、青山卓史
    • Organizer
      53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学、京都府京都市
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] AtSAP130/AtSF3b-3 function is required for pollen development in Arabidopsis thaliana.2011

    • Author(s)
      Aki S, Nakai H, Aoyama T, Oka A, Tsuge T.
    • Organizer
      International Plant RNA Workshop 2011
    • Place of Presentation
      RIKEN Yokohama Institute, Yokohama KANAGAWA
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] 第1章光受容体と光情報伝達、「最新 植物生理化学」(長谷川宏司・広瀬克利編)2011

    • Author(s)
      安喜史織、柘植知彦
    • Publisher
      大学教育出版 岡山
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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