2016 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanisms underlying nitrate-responsive gene expression in plants
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25252014
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
柳澤 修一 東京大学, 生物生産工学研究センター, 教授 (20222359)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物 / 硝酸シグナル / シグナル伝達 / 転写因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
陸上植物の主要な窒素源である硝酸イオンは、遺伝子発現を変化させて、様々な応答（硝酸応答）を引き起こす。この現象の鍵を握る転写因子NLPを手掛かりに、植物の硝酸応答の分子メカニズムを明らかにするための解析を行った。昨年度までに、硝酸応答の鍵はNLPファミリーに属する転写因子がカルシウム依存的タンパク質リン酸化酵素によってリン酸化されて活性化することを明らかにしてきたが、今回、活性化されたNLP転写促進因子はNIGT1 (Nitrate-inducible, GARP-type Transcriptional Repressor 1) 遺伝子の発現を直接、促進することによって転写カスケードを生み出していることを明らかにした。また、NIGT1は自分自身の発現を抑制する転写抑制因子であること、また、NLP転写促進因子とNIGT1転写抑制因子は硝酸輸送体遺伝子の発現を拮抗的に制御していることも明らかにした。これの発見から、硝酸態窒素量の変化に伴って正と負の制御のバランスが変化して、硝酸態窒素量の変化に合わせた遺伝子発現が起こるというモデルを提唱した。一方で、NLP転写因子はアスパラギン酸オキシダーゼ遺伝子の発現を直接、促進することも明らかにした。アスパラギン酸オキシダーゼはNADHのde novo合成における鍵酵素であることから、窒素十分条件あるいは窒素飢餓条件にあるシロイヌナズナさらには窒素飢餓条件で生育させた後に硝酸態窒素を与えたシロイヌナズナにおけるNADHとNADPHの含量を測定し、NAD含量は特に若い葉で硝酸態窒素の供給量に影響されることを示唆するデータを得た。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Discovery of Nitrate-CPK-NLP signalling in central nutrient-growth networks2017
Author(s)
Liu, K.-H., Niu, Y., Konishi, M., Wu, Y., Du, H., Chung, H.S. Li, L., Boudsocq, M., McCormack, M., Maekawa, S., Ishida, T., Zhang, C., Shokat, K., Yanagisawa, S. and Sheen, J.
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Journal Title
Nature
Volume: 545
Pages: 311-316
DOI
Peer Reviewed
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