2017 Fiscal Year Annual Research Report
Interspecific analysis of stabilization mechanism of a transcription factor in response to drought and heat stresses
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15K18652
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
溝井 順哉 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20469753)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 植物 / ストレス応答 / 高温ストレス / 転写因子 / 翻訳後制御 / 安定性制御 / リン酸化 / プロテインキナーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では高温や乾燥で安定化し下流遺伝子の転写を活性化するシロイヌナズナの転写因子DREB2Aおよびその相同タンパク質について、通常時の不安定化、およびストレスに応答した安定化に関するドメイン解析を行った。通常条件下でのDREB2Aの不安定化には、既知の負の活性調節ドメイン(Negative Regulatory Domain, NRD)が機能することがすでに明らかにされている。これまでの解析により、通常条件においてNRDはリン酸化されていて、このリン酸化によりDREB2Aの安定性が低下すること、またこのリン酸化およびリン酸化に依存した分解に、カゼインキナーゼ１(CK1)が関与していることを明らかした。一方で、DREB2Aの高温ストレスに応答した安定化には、NRDのリン酸化に依存する経路と依存しない経路が存在することを明らかにした。
本年度は、ストレス時のDREB2Aのリン酸化状態を解析した。その結果、高温ストレス時にはDREB2Aのリン酸化レベルが温度依存的に低下することが明らかになった。また、このリン酸化レベルの低下は、主にリン酸化速度の低下に起因することが示唆された。以上のことから、DREB2Aは通常時にNRDにおいてCK1によりリン酸化されており、このリン酸化によって分解が促進されているが、高温ストレス下ではリン酸化が抑制されることでこの分解促進機構が無効化され、安定性の向上に寄与するという一連の翻訳後制御機構が明らかになった。一方、NRDに依存しない経路の解析から、DREB2Aのカルボキシル末端側と相互作用する因子が分解を促進すること、この経路も高温ストレスによって抑制されることが示唆された。本研究により、これまで不明であったストレスによるDREB2Aの活性化機構が明らかになり、ストレス耐性遺伝子の発現につながる高温ストレス応答の上流過程の解明が進んだ。
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