2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of molecular mechanisms of dehydration stress sensing via mobile peptides in leaf vasculature
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19H03255
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
高橋 史憲 東京理科大学, 先進工学部生命システム工学科, 准教授 (00462698)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ペプチド / 植物ホルモン / 環境応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
乾燥ストレス情報を根から葉に伝えるペプチド－受容体の下流で機能するリン酸化シグナル伝達経路および転写因子群の分子メカニズムの解明を行った。はじめに野生型植物体および受容体変異体に乾燥ストレス処理を行い、タンパク質を抽出した後、ゲル内リン酸化反応を用いてタンパク質リン酸化酵素の酵素活性を測定した。その結果、乾燥ストレス依存的に複数の代表的なリン酸化タンパク質の活性が上昇すること、またこれらタンパク質リン酸化酵素の活性は、受容体変異体においては低下していることを明らかにした。この結果は、ロイシンリッチリピート型受容体の下流でリン酸化シグナル経路が機能していることを示唆する。次に、ABA合成酵素の発現を制御する転写因子に着目し、目的転写因子のタンパク質修飾を高分解能質量分析装置を用いて解析した。野生型植物体および受容体変異体に転写因子-GFP融合タンパク質を過剰発現させ、抗GFP抗体を用いて免疫沈降後、ゲル内消化、リン酸化ペプチド濃縮精製を行い、高分解能質量分析装置を用いて、リン酸化ペプチドの解析を行った。その結果、転写因子は乾燥ストレス依存的にリン酸化修飾を受けること、さらにそのリン酸化修飾は受容体変異体の変異依存的におこることを明らかにした。さらに転写因子過剰発現植物体を用いて、ABA合成酵素遺伝子の発現変動を解析した。野生型の遺伝形質に転写因子を過剰発現させた植物では、乾燥ストレス依存的にABA合成酵素遺伝子の発現が上昇するのに対して、受容体変異体の遺伝形質に転写因子を過剰発現させた植物では、その発現量が低下していることを明らかにした。これらの結果は、ペプチド受容体の下流でタンパク質リン酸化酵素および転写因子を介したリン酸化シグナル伝達経路が重要な役割を担っていることを示す重要な成果となった。
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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] Arabidopsis group C Raf-like protein kinases negatively regulate abscisic acid signaling and are direct substrates of SnRK2.2021
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 USA
Volume: 118
Pages: e2100073118
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Ethanol treatment enhances drought stress tolerance in plants2022
Author(s)
K. Bashir, S. Rasheed, D. Todaka, A. Matsui, Z. Ahmad, Y. Utsumi, V.A. Thu, S. Takahashi, M. Tanaka, J. Ishida, Y. Tsuboi, S. Watanabe, E. Ando, M. Seito, H. Motegi, S. Kikuchi, M. Kobayashi, M. Fujita, F. Takahashi, M. Kusano, Y. Habu, K. Kawaura, J. Kikuchi, M. Hirai, M. Seo, K. Shinozaki, T. Kinoshita, M. Seki.
Organizer
第63回日本植物生理学会年会
Int'l Joint Research
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