2002 Fiscal Year Annual Research Report
多様な生物におけるHis・Aspリン酸リレー型シグナル伝達の普遍的分子機構
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12142201
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
水野 猛 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (10174038)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 寿美 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助手 (30089859)
饗場 浩文 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (60211687)
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| Keywords | 情報伝達 / リン酸リレー / 大腸菌 / 分裂酵母 / シロイヌナズナ |
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| Research Abstract |
His・Aspリン酸リレーは生物に普遍的な細胞内情報伝達基本機構である。本研究課題では、原核微生物のモデルとして大腸菌、真核微生物のモデルとして分裂酵母、また高等植物のモデルとしてシロイヌナズナを対象として、これらに普遍的なHis・Aspリン酸リレーの分子機構及び、それぞれの生物に多様な高次制御機構の解析を総合的に進めてきた。その結果、それぞれのモデル生物に関して、次のような成果を得ることができた。
(1)大腸菌におけるHis・Aspリン酸リレー系の網羅的解析
大腸菌にみられる30種類近くのHisキナーゼ(環境センサー)の欠損株をそれぞれ作成した。次いで、大腸菌4000遺伝子のマイクロアレイを用いて、リン酸リレー情報伝達により制御される遺伝子発現制御ネットワークの全貌を試みた。特に、Rcs系で制御されるレギュロン系の全貌を明らかとした。
(2)分裂酵母におけるHis・Aspリン酸リレー系と細胞分裂および分化制御の関わりの分子機構
分裂酵母におけるHis・Aspリン酸リレー関連因子を全て明らかにした。これらに関して分子遺伝学的な解析を行い、分裂酵母のHis・Aspリン酸リレー系は酸化ストレスの応答した制御系を形成していることが明らかとなった。特に、酸化ストレスに応答した細胞周期及び分化(減数分裂への移行)を制御していることが明らかとなった。
(3)高等植物におけるHis・Aspリン酸リレー系と植物ホルモン・サイトカイニン応答の分子機構
シロイヌナズナのHisキナーゼ群の機能解析を行うことで、50年来探し求められていた植物ホルモン・サイトカイニン応答情報伝達に関わるホルモン受容体を同定した。従って、シロイヌナズナにおけるサイトカイニン応答情報伝達においてHis・Aspリン酸リレー系が本質的な役割を担っていることが明らかとなった。
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[Publications] Matsushika, A. et al.: "The APRR1/TOC1 quintet implicated in circadian rhythms of Arabidopsis thaliana : II. Characterization with CCA1-overexpressing plants"Plant Cell Physiol.. 43. 118-122 (2002)
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[Publications] Murakami-Kojima, M. et al.: "The APRR3 component of the clock-associated APRR1/TOC1 quintet is phosphorylated by a novel protein kinase belonging to the WNK family, the gene for which is also transcribed rhythmically in Arabidopsis thaliana"Plant Cell Physiol.. 43. 675-683 (2002)
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[Publications] Hosoda, K. et al.: "Molecular Structure of the GARP Family of Plant Myb-related DNA-binding Motifs of the Arabidopsis Response Regulators"Plant Cell. 14. 2015-2029 (2002)
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[Publications] Matsushika, A. et al.: "Aberrant Expression of the Light-Inducible and Circadian-Regulated APRR9 Gene Belonging to the Circadian -Associated APRR1/TOC1 Quintet Results in the Phenotype of Early Flowering in Arabidopsis thaliana"Plant Cell Physiol.. 43. 833-843 (2002)
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[Publications] Kiba, T. et al.: "Characterization of the ARR15 and ARR16 response regulators with special reference to the cytokinin signaling pathway mediated by the AHK4 histidine kinase in roots of Arabidopsis thaliana"Plant Cell Physiol.. 43. 1059-1066 (2002)
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[Publications] Sato, E. et al.: "Aberrant expression of the Arabidopsis circadian-regulated APRR5 gene belonging to the APRR1/TOC1 quintet results in early folwering and hypersensitiveness to light in early photomorphogenesis"Plant Cell Physiol.. 43. 1374-1385 (2002)
