2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the cooperative DNA recognition mechanism of transcription factors in brassinosteroid-responsive gene regulation
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21H02114
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
宮川 拓也 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (50596559)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 雄司 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (30281653)
光田 展隆 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (80450667)
野崎 翔平 筑波大学, 生命環境系, 特任助教 (20850910)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 植物 / ブラシノステロイド / 転写調節 / 転写因子間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ブラシノステロイド（BR）は植物の成長と発達の制御において中心的な役割を果たす植物ホルモンの一つであり、BRの生理作用に必要な遺伝子セットの発現調節はBRシグナル伝達のマスター転写因子であるBIL1/BZR1が担っている。この転写因子がBR応答性遺伝子のプロモーター上の塩基配列に結合し、その転写を制御する分子実態はまだ十分に理解されていない。本研究ではまず、BIL1/BZR1のDAP-seqデータと独自に取得したDNAマイクロアレイデータを解析し、BR処理条件でBIL1/BZR1を介して発現レベルが有意に変動する遺伝子を網羅的に検討した。このゲノムワイドの比較解析により、BIL1/BZR1が単独で結合するサイト（DAP-seqピークが検出されるサイト）をプロモーター上にもつ遺伝子は、発現が抑制される傾向にあることが見出された。我々は先行研究において、BIL1/BZR1がG-box配列の一部の塩基ペアを緩く認識することを報告したが、なぜBIL1/BZR1がbHLH転写因子等のG-box配列を認識する他の転写因子と同等かそれよりも限られたプロモーター領域に対して結合性を示すのかは不明であった。DAP-seqデータとそれに続くEMSA解析により、BIL1/BZR1のG-box配列への親和性がこの6塩基に隣接する核酸塩基の種類に大きく影響を受けることが示され、BIL1/BZR1の塩基配列認識の特異性に関する新たな知見が得られた。本研究ではまた、BIL1/BZR1がBR応答性遺伝子の転写を活性化する分子実態に迫るため、BIL1/BZR1に相互作用する他の転写因子の探索とBIL1/BZR1-標的転写因子複合体の形成条件の検討を進めた。
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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
BRシグナル伝達のマスター転写因子であるBIL1/BZR1がBR応答性遺伝子の発現を抑制するために必要な標的DNAとその認識機構に関して新たな知見が得られており、他の転写因子との協調的な作用を解析するための実験系の構築が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
BIL1/BZR1と他の転写因子の協調的な標的DNA認識とBR応答性遺伝子の転写制御機構を解析するため、BIL1/BZR1-標的転写因子複合体の形成条件とそれを用いたDAP-seq解析を引き続き検討する。また、酵母ツーハイブリッド法等のタンパク質間相互作用解析と標的DNA配列の統合データベース解析に基づいて、BIL1/BZR1と相互作用する転写因子の探索を進める。
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[Journal Article] Gene co-expression network analysis identifies BEH3 as a stabilizer of secondary vascular development in Arabidopsis2021
Author(s)
Furuya T, Saito M, Uchimura H, Satake A, Nosaki S, Miyakawa T, Shimadzu S, Yamori W, Tanokura M, Fukuda H, Kondo Y
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Journal Title
The Plant Cell
Volume: 33
Pages: 2618-2636
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Different DNA-binding specificities of NLP and NIN transcription factors underlie nitrate-induced control of root nodulation2021
Author(s)
Nishida H, Nosaki S, Suzuki T, Ito M, Miyakawa T, Nomoto M, Tada Y, Miura K, Tanokura M, Kawaguchi M, Suzaki T
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Journal Title
The Plant Cell
Volume: 33
Pages: 2340-359
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] ブラシノステロイド応答性の遺伝子抑制にはマスター転写因子のDNA形状認識が必須である2022
Author(s)
野﨑翔平, 光田展隆, 坂本真吾, 山上あゆみ, 徐玉群, Bui Thi Bao Chau, 寺田透, 三浦謙治, 中野雄司, 田之倉優, 宮川拓也
Organizer
日本農芸化学会2022年度大会
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