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植物ホルモンを介した窒素情報伝達におけるHis・Aspリン酸リレー系の役割

研究課題

研究課題/領域番号 12142202
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

榊原 均  独立行政法人理化学研究所, コミュニケーション分子機構研究チーム, チームリーダー (20242852)

研究分担者 谷口 光隆  国立大学法人名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (40231419)
研究期間 (年度) 2000 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
27,200千円 (直接経費: 27,200千円)
2004年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2003年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
2002年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
2001年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
キーワードHis・ASpリン酸リレー系 / サイトカイニン / 窒素情報伝達 / シロイヌナズナ / トウモロコシ / 二成分制御系 / His-Aspリン酸リレー / 二成分情報伝達系 / サイトカイニン合成酵素 / 窒素栄養 / His-Aspリン酸リレー系
研究概要

1.窒素栄養に応答したシロイヌナズナのサイトカイニン(CK)合成系遺伝子(AtIPTs)の発現解析から、ATIPT3が窒素栄養に応答した短期的なCK合成に、またAtIPT5より長期間の窒素栄養変動に対するCK応答に関わっていることを明らかにした。
2.イソペンテニル型CKからトランスゼアチン型のCKへの変換を触媒するP450酵素遺伝子(CYP735A)をシロイヌナズナから同定するとともに、生化学的解析を用いて、この水変換反応は従来の予想に反し、ヌクレオチド型CKを基質にして起こることを明らかにした。また、この酵素遺伝子の発現はオーキシンによって抑制されることを見いだし、トランスゼアチン生合成制御におけるオーキシンの役割を明確にした。
3.His・Aspリン酸リレー系の下流で転写制御を受ける遺伝子を探索するため、シロイヌナズナのARR21およびARR22の過剰発現体と野生型間での遺伝子発現プロファイルをマイクロアレイ解析により行い、この情報伝達系の下で制御される遺伝子候補の絞り込みに成功した(名古屋大水野教授との共同研究)。
4.トウモロコシのHis・Aspリン酸リレー系を介したCK情報伝達においてシグナルの統合及び分岐点に当たるZmHPタンパク質の立体構造を明らかにし、相互作用の特異性に関わるアミノ酸残基の推定を行った。
5.トウモロコシのCK配糖化に関わる酵素cis-zeatin-O-glucosyltransferase (cisZOG1)がイソプレノイド型CKのみならず芳香族型CKの修飾にも関わることを明らかにするとともに、cisZOG1のシスゼアチン、トランスゼアチンに対する基質親和性と、CK受容体(ZmHK1)のこれらリガンドに対する親和性の類似性を見いだし、cisZOG1とZmHK1の間での基質(リガンド)認識機構の共通性を指摘した。

報告書

(5件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] Crystal structure of a histidine-containing phosphotransfer protein ZmHP2 from maize2005

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sugawara
    • 雑誌名

      Protein Science 14

      ページ: 202-208

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Combinatorial microarray analysis revealing Arabidopsis genes implicated in cytokinin responses through the His-to-Asp phosphorelay circuitry2005

    • 著者名/発表者名
      Takatoshi Kiba
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology (In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Topolins and hydroxylated thidiazuron derivatives are substrates of cytokinin O-glucosyltransferase with position specificity related to receptor recognition2005

    • 著者名/発表者名
      Machteld C.Mok
    • 雑誌名

      Plant Physiology (In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] AtIPT3 is a key determinant of nitrate-dependent cytokinin biosynthesis in Arabidopsis2004

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Takei
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology 45

      ページ: 1053-1062

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Arabidopsis response regulator, ARR22,ectopic expression which results in phenotypes similar to the wol cytokinin-receptor mutant2004

    • 著者名/発表者名
      Takatoshi Kiba
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology 45

      ページ: 1063-1077

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Arabidopsis CYP735A1 and CYP735A2 encode cytokinin hydroxylases that catalyze the biosynthesis of trans-zeatin2004

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Takei
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 279

      ページ: 41866-41872

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Helena Gawronska: "Hormone-mediated nitrogen signaling in plants : Implication of participation of abscisic acid in negative regulation of cytokin-ininducible expression of maize response regulator"Plant Physiology and Biochemistry. 41. 605-610 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hitoshi Sakakibara: "Nitrate-specific and cytokinin-mediated nitrogen signaling pathways in plants"Journal of Plant Research. 116. 253-257 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kentaro Takei: "A new method for enzymatic preparation of isopentenyladenine-type and trans-zeatin-type cytokinins with radioisotope-labeling"Journal of Plant Research. 116. 259-263 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kentaro Takei: "A method for separation and determination of cytokinin nucleotides from plant tissues"Journal of Plant Research. 116. 265-269 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Keiko Yonekura-Sakakibara: "Molecular characterization of cytokinin-responsive histidine kinases in maize : Differential ligand preferences and response to cis-zeatin"Plant Physiology. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Kasahara: "Distinct isoprenoid origins of cis- and trans-zeatin biosyntheses in Arabidopsis"Journal of Biological Chemistry. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Atsushi Deji: "Accumulation of maize response regulator proteins in mesophyll cells after cytokinin treatment"Bioscience Biotechnology Biochemistry. 66・9. 1853-1858 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hitoshi Sakakibara: "Differential response of genes for ferredoxin and ferredoxin : NADP^+ oxidoreductase to nitrate and light in maize leaves"Journal of Plant Physiology. 160・1. 65-70 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuharu Asakura: "Molecular characterization of His-Asp phosphorelay signalling factors in maize leaves : Implications of the signal divergence by cytokinin-inducible response regulators in the cytosol and the nuclei"Plant Molecular Biology. (In press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hitoshi Sakakibara: "Identification of cytokinin biosynthesis genes in Arabidopsis : a breakthrough for understanding the metabolic pathway and the regulation"Journal of Plant Growth Regulation. 21(In press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kentaro Takei: "Multiple routes communicating nitrogen availability from roots to shoots : a signal transduction pathway mediated by cytokinin"Journal of Experimental Botany. 53(In press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kentaro Takei: "Identification of genes encoding adenylate isopentenyltransferase, a cytokinin biosynthesis enzyme, in Arabidopsis thaliana"Journal of Biological Chemistry. 276. 26405-26410 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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