2023 Fiscal Year Final Research Report

Elucidation of the cooperative DNA recognition mechanism of transcription factors in brassinosteroid-responsive gene regulation

Research Project

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Project/Area Number	21H02114
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
Research Institution	Kyoto University (2022-2023) The University of Tokyo (2021)
Principal Investigator	Miyakawa Takuya 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (50596559)
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, 副研究部門長 (80450667) 野崎翔平筑波大学, 生命環境系, 助教 (20850910)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
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
Outline of Final Research Achievements	The phytohormone brassinosteroid (BR) plays an important role in plant growth and development. BIL1/BZR1, the master transcription factor for BR signaling, has been suggested to regulate transcription of BR-responsive genes in both repression and activation modes. However, the molecular mechanism is still poorly understood. In this study, we show that the binding of BIL1/BZR1 alone to the promoter, through nucleobase recognition by the DNA shape readout mechanism, regulates transcription of BR-responsive genes repressively. We also discovered multiple transcription factors that interact with BIL1/BZR1 and constructed an extended DAP-seq method to analyze their target sequences genome-wide on promoter regions.
Free Research Field	植物生化学・分子生理学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究においてBIL1/BZR1が単独で強く結合可能な塩基配列パターンが特徴づけられ、BRシグナル伝達に関連する新規遺伝子の発現調節の推定が可能になった。これにより、抑制型のBR応答性遺伝子の発現を個別に調節し、BRによる植物の成長促進・ストレス耐性効果を高めるプロモーターゲノム編集などへの応用が期待される。また、本研究で同定された転写因子との組み合わせに対して検討を重ねることにより、BR応答性遺伝子の発現調節機構と、BRと他の植物ホルモンの協調的・拮抗的な生理作用が転写因子をハブとしたネットワークとして理解することにつながると期待される。