2021 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of ABA signaling pathways by Raf-like protein kinase family
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19H03240
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
梅澤 泰史 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70342756)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アブシシン酸 / リン酸化 / 乾燥ストレス / プロテオーム / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Raf36やRaf22は、ABAシグナル伝達系の主要因子であるSnRK2と相互作用するタンパク質として同定された。逆遺伝学的解析を行った結果、Raf36およびRaf22は植物のABA応答を負に制御することがわかった。Raf36とSnRK2との関係を詳細に調べたところ、Raf36とSnRK2が植物細胞内で相互作用していることや、SnRK2がRaf36を直接リン酸化することが明らかとなった。さらに解析を進めたところ、Raf36はABA存在下で分解されることを見出した。さらに、Raf36がSnRK2によってリン酸化されると、分解が促進されることがわかった。したがって、Raf36はストレスのない通常条件下において何らかの機能を果たしており、ABA存在下では分解されてその機能を失うタンパク質であることが示唆された。このことを裏付けるように、Raf36の遺伝子破壊株はストレスのない通常条件で生育させた際に、野生型に比べて個体サイズが小さくなる表現型を示した。また、Raf36のリン酸化基質を調べるためにリン酸化プロテオーム解析を行って、野生型とRaf36/22遺伝子破壊株を比較したところ、Raf36は通常条件下において様々なタンパク質をリン酸化していることが明らかとなった。
以上の結果から、ABAはSnRK2キナーゼを介してRaf36の分解を調節していることや、Raf36が植物の生長を促進する働きを持つことが明らかとなった。SnRK2によるRaf36の制御は、劣悪な生育条件において積極的に生長を抑制し、ストレス応答を強化していると考えられる。以上の研究成果は、2021年7月に米国科学アカデミー紀要（PNAS）に掲載されるとともに、東京農工大学からプレスリリースが出された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Activation of SnRK2 by Raf-like kinase ARK represents a primary mechanism of ABA and abiotic stress responses.2021
Author(s)
Islam M, Inoue T, Hiraide M, Khatun N, Jahan A, Kuwata K, Katagiri S, Umezawa T, Yotsui I, Sakata Y, Takezawa D.
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Journal Title
Plant Physiol.
Volume: 185
Pages: 533-546
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Arabidopsis group C Raf-like protein kinases negatively regulate abscisic acid signaling and are direct substrates of SnRK22021
Author(s)
Kamiyama Y, Hirotani M, Ishikawa S, Minegishi F, Katagiri S, Rogan CJ, Takahashi F, Nomoto M, Ishikawa K, Kodama Y, Tada Y, Takezawa D, Anderson JC, Peck SC, Shinozaki K, Umezawa T.
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A.
Volume: 118
Pages: e2100073118
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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