Is a chromatin thermostat model applicable to the thermosensory response in thermogenic skunk cabbage?

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26850065
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 稲葉 靖子 宮崎大学, テニュアトラック推進機構, 助教 (80400191)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 植物 / 遺伝子 / 発熱制御 / 呼吸 / ミトコンドリア / 発熱 / 温度受容

Outline of Annual Research Achievements

温度は、植物の開花生理に様々な形で作用する。発熱植物ザゼンソウの場合、低温を受容した後、発熱誘導という形で作用を発揮して、氷点下を含む寒冷環境下でも花の体温を20℃前後に維持できる。加えて本植物は、温度受容から発熱応答に至る一連の反応が約60分と大変迅速に進むため、優れた温度センサーをもつことが示唆されてきたが、温度受容に絡む分子機構は依然として不明である。そこで本研究では、最近シロイヌナズナで見出だされた「クロマチンサーモスタットモデル」がザゼンソウ花成ホルモン(SrFT)の遺伝子プロモーター領域を介した迅速な温度受容機構に適用できるのではないかと考え、本モデルを基にザゼンソウの温度受容と発熱応答をつなぐ新規の転写因子を同定し、当該転写因子を中心とした分子ネットワークの解明を目指すというものであった。
ザゼンソウの持つ優れた温度センサーは、開花後の特定の成長ステージにおいて活発に働くことが示唆されている。本年度はまず、昨年度に引き続き、発熱前の花と活発に発熱する花の比較トランスクリプトーム解析を行った。昨年度の結果では、発熱に関わる候補因子の数が多すぎたため、本年度は、発熱前の花と発熱する花での発現量の違いが顕著であった上位1000遺伝子をターゲットとして、アノテーション解析を行った結果、発熱に主要な役割を持つと考えられる複数の候補遺伝子を見つけることができた。当該遺伝子については、すでに発現の再現性についても確認済みであり、現在、局在および機能の解析を進めている。

Research Products

• [Journal Article] Ubiquitin-proteasome dependent regulation of GLK1 in response to plastid signals in Arabidopsis. (2017)
  • Author(s): Tokumaru, M., Adachi, F., Toda, M., Ito-Inaba, Y., Yazu, F., Hirosawa, Y., Sakakibara, Y., Suiko, M., Kakizaki, T., Inaba, T.
  • Journal Title: Plant. Physiol. Volume: 173 Pages: 524
  • DOI: DOI:10.1104/pp.16.01546
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Characterization of two PEBP genes, SrFT and SrMFT, in thermogenic skunk cabbage (Symplocarpus renifolius). (2016)
  • Author(s): Ito-Inaba, Y., Masuko-Suzuki, H., Maekawa, H., Watanabe, M., Inaba, T.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Pages: 29440
  • DOI: doi:10.1038/srep29440
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 発熱植物ソテツ（Cycas revoluta）におけるシアン耐性呼吸酵素の解析 (2017)
  • Author(s): 稲葉靖子、片山陽子、倉山侑也、溝口幸一郎、稲葉丈人
  • Organizer: 第58回 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学（鹿児島）
  • Year and Date: 2017-03-16 – 2017-03-18
• [Presentation] 植物の花による熱産生 ザゼンソウとソテツの研究から見えてきた新視点 (2016)
  • Author(s): 稲葉靖子
  • Organizer: 第1回Biothermology Workshop 生命システムの熱科学
  • Place of Presentation: 岡崎コンファレンスセンター（愛知）
  • Year and Date: 2016-12-10 – 2016-12-11
  • Invited
• [Presentation] 裸子植物ソテツ（Cycas revoluta）の発熱機構に関する研究 (2016)
  • Author(s): 稲葉靖子、倉山侑也、溝口幸一郎、岡杏里砂、前川春彦、稲葉丈人
  • Organizer: 日本農芸化学会 西日本支部大会
  • Place of Presentation: 長崎大学（長崎）
  • Year and Date: 2016-09-15 – 2016-09-16
• [Presentation] サトイモ科発熱植物ザゼンソウ由来プロトプラストの調製と高効率形質転換法の確立 (2016)
  • Author(s): 前川春彦、稲葉靖子
  • Organizer: 日本農芸化学会 西日本支部大会
  • Place of Presentation: 長崎大学（長崎）
  • Year and Date: 2016-09-15 – 2016-09-16
• [Presentation] 水中栽培法を用いたシロイヌナズナの凍結耐性評価系の確立 (2016)
  • Author(s): 三原良太、上村沙織、稲葉靖子、稲葉丈人
  • Organizer: 日本農芸化学会 西日本支部大会
  • Place of Presentation: 長崎大学（長崎）
  • Year and Date: 2016-09-15 – 2016-09-16