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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Sugar metabolism regulation by a photosynthesis-signaling factor and its evolution

Research Project

Project/Area Number 20H03275
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

西浜 竜一  東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (70283455)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
KeywordsRaf様キナーゼ / 糖代謝 / 光合成 / 成長制御 / 液-液相分離
Outline of Annual Research Achievements

光合成シグナル伝達因子として同定したRaf様キナーゼPRAFの機能制御機構、PRAF機能の進化的保存性の解明を目的として、研究を進めた。
まず、PRAFの顆粒形成について、その形成様式を調べる実験を行った。PRAFタンパク質はキナーゼドメインの他に、多量体化モジュールであるPB1ドメインや、複数の天然変性領域をもつ。欠失解析を行ったところ、PB1ドメインは顆粒形成には必要ではなく、一番長い天然変性領域が顆粒形成に重要であることがわかった。天然変性領域は、液-液相分離(溶液が均一にはならず2つ以上の液相に分離する現象)を介した液滴形成を引き起こすことが知られているため、PRAF顆粒は液-液相分離により形成されることが示唆された。今後は阻害剤実験やFRAP実験などを行い、液-液相分離により形成された液滴である証拠を強化するとともに、顆粒形成を引き起こすメカニズムを解析する。
PRAFの標的候補として、複数の翻訳制御タンパク質を同定した。CRISPR-Cas9ゲノム編集を用いて、これらの変異体を作出した。そのうちの一つは有意な成長阻害を示したが、もう一つは示さなかった。今後は糖代謝への影響を調べるとともに、光合成依存的な翻訳制御への関与を調べていく。
進化的保存性を解析するため、シロイヌナズナに存在する7個のPRAFホモログ遺伝子のうち、系統関係的に最も近縁と推定される2つの遺伝子について、ストックセンターより変異体を入手し、二重変異体を作出した。表現型の詳細な解析を進めている。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (12 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Wageningen University(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      Wageningen University
  • [Journal Article] Stomatal regulators are co-opted for seta development in the astomatous liverwort Marchantia polymorpha2023

    • Author(s)
      Moriya Kenta C.、Shirakawa Makoto、Loue-Manifel Jeanne、Matsuda Yoriko、Lu Yen-Ting、Tamura Kentaro、Oka Yoshito、Matsushita Tomonao、Hara-Nishimura Ikuko、Ingram Gwyneth、Nishihama Ryuichi、Goodrich Justin、Kohchi Takayuki、Shimada Tomoo
    • Journal Title

      Nature Plants

      Volume: 9 Pages: 302~314

    • DOI

      10.1038/s41477-022-01325-5

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Auxin signaling is essential for organogenesis but not for cell survival in the liverwort Marchantia polymorpha2022

    • Author(s)
      Suzuki Hidemasa、Kato Hirotaka、Iwano Megumi、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki
    • Journal Title

      The Plant Cell

      Volume: 35 Pages: 1058~1075

    • DOI

      10.1093/plcell/koac367

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MarpolBase Expression: A Web-Based, Comprehensive Platform for Visualization and Analysis of Transcriptomes in the Liverwort <i>Marchantia polymorpha</i>2022

    • Author(s)
      Kawamura Shogo、Romani Facundo、Yagura Masaru、Mochizuki Takako、Sakamoto Mika、Yamaoka Shohei、Nishihama Ryuichi、Nakamura Yasukazu、Yamato Katsuyuki T、Bowman John L、Kohchi Takayuki、Tanizawa Yasuhiro
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 63 Pages: 1745~1755

    • DOI

      10.1093/pcp/pcac129

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Normal oil body formation in Marchantia polymorpha requires functional coat protein complex I proteins2022

    • Author(s)
      Kanazawa Takehiko、Nishihama Ryuichi、Ueda Takashi
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 13 Pages: 979066

    • DOI

      10.3389/fpls.2022.979066

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The renaissance and enlightenment of Marchantia as a model system2022

    • Author(s)
      Bowman JL、(20名省略)、Nishihama R、(8名省略)
    • Journal Title

      The Plant Cell

      Volume: 34 Pages: 3512~3542

    • DOI

      10.1093/plcell/koac219

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] CRISPR/Cas9-mediated disruption of &lt;i&gt;ALLENE OXIDE SYNTHASE results in defective 12-oxo-phytodienoic acid accumulation and reduced defense against spider mite (Tetranychus urticae) in liverwort (Marchantia polymorpha)2022

    • Author(s)
      Koeduka Takao、Takaishi Misaki、Suzuki Maiko、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Uefune Masayoshi、Matsui Kenji
    • Journal Title

      Plant Biotechnology

      Volume: 39 Pages: 191~194

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.22.0328a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protein Kinase MpYAK1 Is Involved in Meristematic Cell Proliferation, Reproductive Phase Change and Nutrient Signaling in the Liverwort Marchantia polymorpha2022

    • Author(s)
      Shinkawa Haruka、Kajikawa Masataka、Furuya Tomoyuki、Nishihama Ryuichi、Tsukaya Hirokazu、Kohchi Takayuki、Fukuzawa Hideya
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 63 Pages: 1063~1077

    • DOI

      10.1093/pcp/pcac076

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ゼニゴケにおける細胞周期制御因子 WEE1 と CDC25 の機能解析2023

    • Author(s)
      小田歩美,安喜史織,西浜竜一,梅田正明
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] ゼニゴケの細胞核光定位運動におけるキネシン様タンパク質 MpKAC の機能的役割2023

    • Author(s)
      岩渕功誠,八木宏樹,沖奈那夏,横畑伶奈,中田亜紗美,広本沙耶,小松愛乃,酒井友希,高木慎吾,西浜竜一,河内孝之,渡辺洋平,上田晴子,西村いくこ
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] 青色光に応答した細胞膜 H+-ATPase の 2 つの部位のリン酸化は気孔開口に必須である2023

    • Author(s)
      冨士彩紗,山内翔太,杉山直幸,西浜竜一,島崎研一郎,武宮淳史
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] ゼニゴケにおける光合成シグナル伝達因子 MpPRAF の光刺激依存的な顆粒形成2023

    • Author(s)
      半田和華,新宅明日架,小出絵理,岩野惠,河内孝之,西浜竜一
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] Marpolbase: ゼニゴケのための遺伝子情報および発現量データベースの開発2023

    • Author(s)
      谷澤靖洋,川村省吾,Facundo Romani,矢倉勝,望月孝子,坂本美佳,山岡尚平,西浜竜一,中村保一,大和勝幸,John Bowman,河内孝之
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] 気孔をもたないコケ植物ゼニゴケにおける気孔形成関連遺伝子の機能解析2022

    • Author(s)
      守屋健太,白川一,Jeanne Loue-Manifel,松田頼子,田村謙太郎,岡義人,松下智直,西村いくこ,Gwyneth Ingram,西浜竜一,Justin Goodrich,河内孝之,嶋田知生
    • Organizer
      日本進化学会第24回年大会
  • [Presentation] MarpolBase Expression (MBEX): 苔類ゼニゴケにおけるトランスクリプトームの可視化・解析データベース2022

    • Author(s)
      川村昇吾,Facundo Romani,矢倉勝,望月孝子,坂本美佳,山岡尚平,西浜竜一,中村保一,大和勝幸,John Bowman,河内孝之,谷澤靖洋
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
  • [Presentation] 陸上植物におけるガス交換系の発生と環境への適応2022

    • Author(s)
      水谷未耶,内橋貴之,Christian Ganser,林優紀,大川諒也,大西(小川)真理,松林嘉克,西浜竜一,木下俊則,石崎公庸,河内孝之,東山哲也,金岡雅浩
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
  • [Presentation] ゼニゴケの class II AS2ファミリー遺伝子の解析2022

    • Author(s)
      小島晶子,西浜竜一,石田咲子,安藤沙友里,河内孝之,町田千代子,町田泰則
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
  • [Presentation] ゼニゴケB4型Raf様キナーゼMpPRAFの光合成刺激依存的リン酸化と局在の制御機構2022

    • Author(s)
      西浜竜一,新宅明日架,半田和華,小出絵里,岩野惠,河内孝之
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
  • [Presentation] ゼニゴケのタンパク質リン酸化酵素MpYAK1は栄養生殖,生殖器誘導および窒素欠乏応答の制御に関与する2022

    • Author(s)
      新川はるか,梶川昌孝,古谷朋之,西浜竜一,塚谷裕一,河内孝之,福澤秀哉
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
  • [Presentation] 苔類ゼニゴケの生殖器托形成過程におけるMID1-COMPLEMENTING ACTIVITY オルソログの機能解析2022

    • Author(s)
      岩野惠,末次憲之,西浜竜一,石田咲子,木村緑,飯田和子,飯田秀利,永井健治,河内孝之
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
  • [Remarks] 気孔のない植物タイ類における気孔形成因子の役割を解明―コケ植物特有の組織「蒴柄」と気孔の意外な関係―

    • URL

      https://www.tus.ac.jp/today/archive/20230119_1189.html

URL: 

Published: 2023-12-25  

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