2022 Fiscal Year Annual Research Report
Revealing the molecular mechanism of E3 ubiquitin ligase underlying plant morphological diversity
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20K22644
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
別所 奏子 (別所・上原奏子) 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (90876624)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2023-03-31
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| Keywords | E3ユビキチンリガーゼ / 植物 / 形態形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではシロイヌナズナのRING型E3ユビキチンリガーゼであるATL43の相互作用因子を同定し、ATL43を起点とした形態形成の分子機構の解明を目指した。 同時にイネのATL43オーソログ遺伝子であるRAE3についても解析を行い、イネRAE3の細胞内での機能と形態形成におけるシグナル経路の同定を試みた。シロイヌナズナとイネという離れた系統の植物種におけるオーソログ遺伝子が、同一のシグナルネットワークを構築しているのかそれとも大きく異なるのかを明らかにするため、TurboIDという近接タンパク質同定技術を用いた検証を行う。
これまでにATL43過剰発現体では葉身サイズ、花茎高、長角果サイズが小さくなること、またその原因として細胞サイズの縮小および細胞形態の変化があることを見出した。一方、ATL43のRINGドメインを欠損させたATL43(Δ RING)過剰発現体では野生型と同等の表現型を示すことから、ATL43によってユビキチン化され分解される基質が細胞サイズや形態および細胞分裂制御を担っていると予想した。TurboIDを用いた探索によりATL43の相互作用因子を網羅的に同定し、BiFCアッセイによってCIPK9というキナーゼと相互作用していることを示した。また、RAE3は細胞膜上に存在し、幼穂特異的に高発現すること、RINGドメインへの点変異導入形質転換体では芒伸長が見られなくなることを明らかにした。RAE3-TurboIDの形質転換体作出には至らなかったが、配列解析により単子葉と双子葉のRAE3オーソログでは基質認識部位の保存性が異なることがわかり、RAE3とATL43の基質は異なることが示唆された。
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[Journal Article] REGULATOR OF AWN ELONGATION 3, an E3 ubiquitin ligase, is responsible for loss of awns during African rice domestication2023
Author(s)
Kanako Bessho-Uehara, Kengo Masuda, Diane R. Wang, Rosalyn B. Angeles-Shim, Keisuke Obara, Keisuke Nagai, Riri Murase, Shin-ichiro Aoki, Tomoyuki Furuta, Kotaro Miura, Jianzhong Wu, Yoshiyuki Yamagata, Hideshi Yasui, Michael B. Kantar, Atsushi Yoshimura, Takumi Kamura, Susan R. McCouch, Motoyuki Ashikari
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences
Volume: 120
Pages: e2207105120
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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