2020 Fiscal Year Annual Research Report
ＳｎＲＫ１－ＦＢＨ４による窒素シグナルに応じた花成制御機構の解明
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19J21101
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
眞木 美帆 北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 窒素栄養 / 花成 / 転写因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，SnRK1-FBH4による窒素栄養に応じた花成制御の分子機構解明を目指している。これまでの研究より，低窒素条件においては，転写因子FBH4タンパク質のリン酸化状態が変動すること，FBH4の標的遺伝子かつ花成制御に重要な因子であるCOとその標的遺伝子であるFT遺伝子発現が上昇していることが示唆されていた。また，真核生物に広く保存された栄養センサーであるSnRK1キナーゼが花成制御に関与することを見出していた。
当該年度は，窒素シグナルに応じたSnRK1キナーゼと転写因子FBH4リン酸化の機能に関してさらに詳細な解析を行った。研究成果として，FBH4のリン酸化状態が標的遺伝子であるCOの転写活性に影響を及ぼすことに加え，FBH4リン酸化の機能の新たな知見を得た。SnRK1キナーゼとFBH4の関係性については，in vitroにおけるリン酸化アッセイから，SnRK1がFBH4を直接的にリン酸化することを明らかにした。
さらに，植物体内において，SnRK1キナーゼの活性を評価する系の確立を試みた。レポーターとしてSnRK1がリン酸化する既知の標的ペプチドを使用し，このレポーターを発現するシロイヌナズナ株を作出した。レポーター内の標的ペプチドのリン酸化状態を検出する抗体を用いたウェスタンブロット解析を行うことで，SnRK1キナーゼの活性を評価できる。実際にこのレポーター系を用いて，窒素栄養に応じた植物内生のSnRK1キナーゼ活性を検証した。この結果は，窒素シグナルによるSnRK1の機能制御を理解する上で重要なデータとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度で掲げた研究の推進方策に対して，ほぼ当初の予定通りに進めることができた。特に，in vivoでのSnRK1キナーゼ活性評価系の確立は，本研究課題を大きく進捗させた。
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| Strategy for Future Research Activity |
FBH4リン酸化の機能に関して，多角的かつより詳細な解析を進める。さらに，SnRK1の標的ペプチドレポーターを用いたハイスループットスクリーニングにより，SnRK1の活性制御に関わる窒素代謝物の同定も試みたい。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Low nitrogen conditions accelerate flowering by modulating the phosphorylation state of FLOWERING BHLH 4 in Arabidopsis2021
Author(s)
Miho Sanagi, Shoki Aoyama, Akio Kubo, Yu Lu, Yasutake Sato, Shogo Ito, Mitsutomo Abe, Nobutaka Mitsuda, Masaru Ohme-Takagi, Takatoshi Kiba, Hirofumi Nakagami, Filip Rolland, Junji Yamaguchi, Takato Imaizumi, and Takeo Sato
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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