Molecular basis of flowering initiation and repression by florigen

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K06083
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 大木 出 京都大学, 化学研究所, 特定研究員 (80418574)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 植物ホルモン / 構造生物学

Outline of Annual Research Achievements

植物の開花ホルモン・フロリゲンは花が咲く時期を決定しているホルモンであり、存在は80年前より知られていたが、分子の実体（蛋白質）は2007年になって初めて同定された。これまで我々はフロリゲンの 新規細胞内受容体を発見し、花成の分子機構を明らかにしてきた（Taoka, Ohki, Tsuji et.al, Nature 2011）。最近、この受容体は花成期だけでなく栄養成長期においても中心的な役割を担っていることが判明し、従来の開花制御機構の概念を新たに組み直す必要が出てきている。そこで本研究では生化学と構造生物学の手法を駆使し、この新規受容体を含む2種類のフロリゲン複合体（花成期の活性化複合体と成長期の抑制複合体）、及び関連した転写複合体の解析を行い、開花の促進・抑制の分子制御機構の全貌を解明する事を目的としている。
今年度は研究項目1の「フロリゲンと花成リプレッサーによる花成制御の分子機構の解明」を主に進めた。昨年度に得られていた花成リプレッサー・フロリゲン受容体・転写因子の複合体結晶とは異なる結晶系を用いた解析を進め、新たな複合体構造が得られた。この結晶系においては、既に得られているフロリゲン-受容体、及びリプレッサー-受容体の複合体構造とは異なる分子間相互作用が見られたため検証を進めている。また、溶液状態での複合体間の相互作用解析も進めるため、巨大分子量タンパク質の解析が可能なダイヤモンドNV中心を用いたNV-NMR法を新たに立ち上げ、相互作用解析を進めている。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ETH Zurich(スイス)
  • Country Name: SWITZERLAND
  • Counterpart Institution: ETH Zurich
• [Journal Article] Room-temperature hyperpolarization of polycrystalline samples with optically polarized triplet electrons: pentacene or nitrogen-vacancy center in diamond? (2021)
  • Author(s): Miyanishi K, egawa T, Takeda K, Ohki I, Onoda S, Ohshima T, Abe H, Takashima H, Takeuchi S, Shames A, Morita K, Wang Y, So F, Terada D, Igarashi R, Kagawa A, KitagawaM, Mizuochi N, Shirakawa M, Negoro M
  • Journal Title: Magnetic Resonance Volume: 2 Pages: 33～48
  • DOI: 10.5194/mr-2-33-2021
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 爆轟法ナノダイヤモンド中のSiV中心を用いた温度センシング (2021)
  • Author(s): 内田岳、藤原正規、大木出、鶴井明彦、劉明、西川正浩、水落憲和
  • Organizer: 第68回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] ダイヤモンド中のNV中心でのドレスト状態による温度センシング (2021)
  • Author(s): 中村将也、山下峻吾、森下弘樹、藤原正規、大木出、Ernst Herbschleb、徳田規夫、水落憲和
  • Organizer: 第68回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] NV中心量子センサのための広領域・広帯域マイクロ波アンテナの研究開発 (2021)
  • Author(s): 竹村祐輝、林寛、小野田忍、阿部浩之、大島武、谷口尚、藤原正規、森下弘樹、大木出、水落憲和
  • Organizer: 第68回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] Phosphorus-doped diamond: ultra-long coherence times and high magnetic sensitivity with nitrogen-vacancy centres (2020)
  • Author(s): Ernst D.Herbschleb、 Hiromitsu Kato、 Yuichi Maruyama、 Takuya Danjo、 Toshiharu Makino、 Satoshi Yamasaki、 Izuru Ohki、 Kan Hayashi、 Hiroki Morishita、 Masanori Fujiwara、 Norikazu Mizuochi
  • Organizer: Hasselt Diamond Workshop 2020 - SBDD XXV
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Single NV centres in phosphorus-doped diamond display the longest coherence times and highest sensitivities at room temperature (2020)
  • Author(s): E. D. Herbschleb, H. Kato, Y. Maruyama, T. Danjo, T. Makino, S. Yamasaki, I. Ohki, K. Hayashi, H. Morishita, M. Fujiwara, N. Mizuochi
  • Organizer: Spin-RNJ若手オンライン研究発表会
  • Invited
• [Presentation] ダイヤモンドNV中心と量子技術を使ったピコリットルNMRによる生体分子観察 (2020)
  • Author(s): 大木 出、森田 航希、藤原 正規、水落 憲和
  • Organizer: 量子生命科学会第2回大会
• [Presentation] Formation of Nitrogen-Vacancy centers in nanodiamonds: Size and type dependence (2020)
  • Author(s): S.Frederick, A.Shames, D.Terada, T.Genjo, H.Morishita, I.Ohki, T.Oshima, S.Onoda, H.Takahsima, S.Takeuchi, E.Osawa, N.Mizuochi, R.Igarashi, M.Shirakawa, T.Segawa
  • Organizer: 量子生命科学会第2回大会
• [Presentation] ダイヤモンドNV 中心を使ったピコリットルNMRと単一細胞測定への展開 (2020)
  • Author(s): 森田航希，大木出，藤原正規，中野裕太, 吉本智貴，徳田規夫，水落憲和
  • Organizer: 第59回NMR討論会
• [Presentation] 室温下でのダイヤモンド中NV中心とペンタセンによる13C pulsed-DNP (2020)
  • Author(s): 宮西孝一郎，Takuya F. Segawa，大木出，小野田忍，大島武，阿部浩之，高島秀聡， 竹内繁樹，武田和行，Frederick T.-K. So，寺田大紀，五十嵐龍治，香川晃徳， 北川勝浩，水落憲和，白川昌宏，根来誠
  • Organizer: 第59回NMR討論会