2016 Fiscal Year Annual Research Report
花幹細胞におけるポリコム因子の導入、排除およびリン酸化シグナルによる活性調節
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15H02405
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
伊藤 寿朗 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (90517096)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石濱 泰 京都大学, 薬学研究科, 教授 (30439244)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 発現制御 / 発生・分化 / 細胞周期 / シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、リン酸化シグナル伝達から、エピジェネティック制御、ホルモン制御による花幹細胞の増殖と分化制御に至る分子機構を解明することを目指してきた。我々は、遺伝学的、生化学的解析によりKNUタンパク質によるWUS遺伝子の抑制にはポリコム因子の「導入」によりもたらされる抑制的ヒストン修飾H3K27me3が必要であるとの知見を得た。さらにH3K27me3の蓄積は抑制状態の維持に必要であるが、転写抑制の開始にはKNUによるSWI/SNF 複合体であるSPLAYED (SYD)の結合阻害が機能していることを示した。KNUタンパク質のWUS プロモーターへの結合性をin vitro アッセイやYeast-one hybridアッセイにより、KNUによるWUSの二段階の転写抑制機構をより確かなものとして、論文を再投稿した。さらに、KNUレポーターの花芽における早期で異所的な発現を指標とした遺伝学的解析から同定したリン酸化酵素の下流経路を解明するためにシグナルの誘導系を作成して、時間軸に沿ったリン酸化プロファイリングを行い、クロマチン制御因子TPLを同定した。TPLは、セリン残基のリン酸化によりWUSタンパク質との相互作用が影響を受けることを見いだしており、リン酸化シグナルがWUS 遺伝子の自己制御能を変化させることによって、核内における遺伝子発現の恒常性を保っているとの論文を作成している。
花幹細胞の増殖抑制に機能するSUPはポリコム因子CLFと直接結合することで、オーキシン合成を抑制している。本内容を花幹細胞の増殖抑制におけるエピジェネティック機構を介したオーキシン制御の論文としてEMBO Journal(2018)にて発表した。
その他、花幹細胞の遺伝学的解析については、 Plant Reproduction(2018)などにて発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
SUPによるエピジェネティック制御を介した花幹細胞の増殖抑制機構は、分子生物学のトップジャーナルのひとつであるEMBO Journalにおいて、報告した。また、花幹細胞制御におけるKNUとWUSとの関連性に関しては、論文をリバイズしたものを投稿中である。さらにリン酸化タンパク質の解析においても、あるクロマチン因子の共役因子との結合性がリン酸化を調節することで、自己活性化能を調節しているという新規作用機構を論文投稿予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、WUSの花発生における転写抑制機構、および幹細胞の増殖と分化のホメオスタシス制御にかかわるリン酸化シグナルによる新規制御機構の論文をそれぞれトップジャーナルにて公表することを第一目標とする。追実験の必要性に備えて、植物体を準備しておく。
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[Journal Article] Regulation of floral meristem activity through the interaction of AGAMOUS, SUPERMAN, and CLAVATA3 in Arabidopsis.2018
Author(s)
Uemura, A., Yamaguchi, N., Xu, X., Wee, W., Ichihashi, Y., Suzuki, T., Shibata, A., Shirasu, K., and Ito, T.
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Journal Title
Plant Reproduction
Volume: 31
Pages: 89-105
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] SUPERMAN regulates floral whorl boundaries through control of auxin biosynthesis.2018
Author(s)
Xu, Y., Prunet, N., Gan, E-S., Wang, Y., Stewart, D., Wellmer, F., Huang, J., Yamaguchi, N., Tatsumi, Y., Kojima, M., Kiba, T., Sakakibara, H., Jack, T.P., Meyerowitz, E.M., Ito, T.
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Journal Title
EMBO Journal
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A Membrane-bound NAC-like Transcription Factor OsNTL5 Represses the Flowering in Oryza sativa2018
Author(s)
Guo, S., Dai, S., Singh, P.K., Wang, H., Wang, Y., Tan, L.H., Wee, W., and Ito, T.
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Journal Title
Frontiers in Plant Science, Plant Biotechnology
Volume: 9
Pages: 555
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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