受容体ライブラリーを基盤とした植物リガンド－受容体ペアの探索

• Project Area: Multidimensional Exploration of Logics of Plant Development
• Project/Area Number: 26113520
• 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: 篠原 秀文 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (40547022)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000); Fiscal Year 2015: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2014: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 植物 / ペプチドホルモン / 受容体キナーゼ

Outline of Annual Research Achievements

①RGF受容体の同定．光反応性RGF1ペプチドを用いて，シロイヌナズナ受容体キナーゼライブラリー約90種類に対して網羅的な結合実験を行い，RGFを直接結合する受容体を3つ（RGFR1，RGFR2，RGFR3）同定した．rgfr1,2,3三重変異体は根端分裂組織が縮小し，根が短くなる表現型を示した．またrgfr1,2,3三重変異体は外的に投与したRGFペプチドに非感受性であった．加えてrgfr1,2,3三重変異体中ではPLETHORA（PLT）タンパク質のグラディエントが失われており，根端で発現するRGFペプチドが，3つのRGF受容体に直接認識されることでPLTタンパク質の分布パターンを調節し，根端分裂組織の維持を行っていることを明らかにした．以上の成果を論文として報告した．
②RGFシグナル伝達経路解明に向けたケミカルスクリーニング．RGFペプチドが3つの受容体に結合，認識されることを介して根端分裂組織の維持を行っていることを示したが，その情報伝達機構は不明な点が数多く残されている．RGRペプチドを介した根端分裂組織維持機構の解明のため，PLT2-GFPを発現させたrgfr1,2,3三重変異体を用いて，PLT2タンパク質の分布パターンの回復を指標とした低分子化合物のスクリーニングを行った．現在までに約4,000の低分子化合物のスクリーニングを完了し，PLT2タンパク質の分布パターンを回復させる化合物が複数得られた．
③ゼニゴケ受容体キナーゼの抽出・分類とゼニゴケ受容体ライブラリーの作製．ゼニゴケLRR型受容体キナーゼを中心とした受容体キナーゼについて，16種類のコンストラクションおよび13種類のライブラリー化が完了した． またゼニゴケの無性芽および胞子の培養液中に存在する分泌型ペプチドの網羅的解析に着手し，ペプチドシグナル候補を複数同定した．

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Identification of three LRR-RKs involved in perception of root meristem growth factor in Arabidopsis. (2016)
  • Author(s): Shinohara H, Mori A, Yasue N, Sumida K and Matsubayashi Y.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. U S A Volume: 印刷中 Issue: 14 Pages: 3897-3902
  • DOI: 10.1073/pnas.1522639113
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Reevaluation of the CLV3-receptor interaction in the shoot apical meristem: dissection of the CLV3 signaling pathway from a direct ligand-binding point of view (2015)
  • Author(s): Shinohara H and Matsubayashi Y
  • Journal Title: Plant J. Volume: 82 Issue: 2 Pages: 328-336
  • DOI: 10.1111/tpj.12817
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Perception of root-derived peptides by shoot LRR-RKs mediates systemic N-demand signaling. (2014)
  • Author(s): Tabata R, Sumida K, Yoshii T, Ohyama K, Shinohara H, Matsubayashi Y
  • Journal Title: Science Volume: 346 Issue: 6207 Pages: 343-346
  • DOI: 10.1126/science.1257800
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Reevaluation of the CLV3-receptor interaction in the shoot apical meristem: dissection of the CLV3 signaling pathway from a direct ligand-binding point of view (2015)
  • Author(s): Hidefumi Shinohara
  • Organizer: 3rd European Workshop on Peptide Signalling and Activity in Plants
  • Place of Presentation: Ghent, Belgium
  • Year and Date: 2015-09-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Chemical Synthesis of Arabidopsis CLV3 Glycopeptide Reveals the Impact of Hydroxyproline Arabinosylation on Peptide Conformation and Activity (2015)
  • Author(s): 篠原秀文
  • Organizer: 第56回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東京農業大学 世田谷キャンパス
  • Year and Date: 2015-03-16
• [Presentation] 受容体発現ライブラリーを応用したペプチドシグナルRGFの受容体の同定 (2014)
  • Author(s): 篠原秀文，松林嘉克
  • Organizer: 日本植物学会第78回大会
  • Place of Presentation: 明治大学 生田キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-12
• [Book] CSJカレントレビュー19 生物活性分子のケミカルバイオロジー「植物ペプチドホルモン受容体同定の新展開」 (2015)
  • Author(s): 松林嘉克，篠原秀文
  • Publisher: 化学同人
• [Remarks] 名古屋大学大学院理学研究科 生命理学専攻 細胞間シグナル研究グループ
  • URL: http://www.bio.nagoya-u.ac.jp/~b2/index.html
• [Remarks] 名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻細胞間シグナル研究グループ
  • URL: http://www.bio.nagoya-u.ac.jp/~b2/index.html