2021 Fiscal Year Annual Research Report
植物におけるリボソームストレスの感知とその情報伝達機構の解析
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19K06714
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
堀口 吾朗 立教大学, 理学部, 教授 (70342847)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古賀 皓之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30783865)
前川 修吾 立教大学, 理学部, 助教 (80711209)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | シロイヌナズナ / リボソーム / NAC型転写因子 / ユビキチンリガーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シロイヌナズナをモデルとし、植物のリボソームストレス応答機構の初期過程を明らかにする目的で研究を行った。これまでに、RINGタンパク質の一種であるSZK2およびリボソームタンパク質のRPL12の下流でSZK1をはじめとした４種のNAC型転写因子が発現誘導を受けることが明らかになっていたが、その制御機構は不明であった。
本研究では、リボソームストレスを誘導する変異としてrpl4dを、その形態的アウトプットとしては、as2 rpl4dやas2 rpl4d szk2で観察される葉の向背軸化強度を利用している。最終年度は、as2 rpl4d szk2のサプレッサー、as2 rpl4dのサプレッサーからそれぞれ見出したヒストン脱メチル化酵素、および、リプレッサータイプのNAC型転写因子が複合体を形成し、リボソームストレス応答の負の制御因子として働くことを示した。また、このNAC型転写因子はRPL12とも相互作用することが明らかになった。また、SZK2の相互作用因子候補をIP-MS解析によって同定し、それらの遺伝子をas2 rpl4d szk2において破壊したところ、葉が再び背軸化したため、これらはリボソームストレス応答の負の制御因子であることが示唆された。
研究期間全体を通じて、リボソームストレス応答の初期過程のモデルを立てることができた。すなわち、SZK2がRPL12Bをユビキチン化し、RPL12と相互作用するNAC型転写因子およびJMJの機能を負に制御することで、SZK1等の NAC型転写因子遺伝子の発現誘導を導くモデルを立てることができた。さらに、IP-MS解析や変異株のリシーケンスを通じ、SZK2相互作用因子やリボソームストレス応答の正・負の制御因子を多数同定できた、今後さらに詳細にリボソームストレス応答の分子機構を明らかにする材料を揃えることができた。
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