カウンターストレス装置としてのRNA顆粒による相反mRNA抑制の解析

• 研究課題/領域番号: 15H04628
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 渡邊 雄一郎 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (60183125)
• 研究分担者: 濱田 隆宏 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (20452534)
• 連携研究者: 佐藤 正直 北海道大学, 大学院農学研究科, 助教 (20517693) ; 岡本 晃充 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (60314233)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円); 2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2016年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2015年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: 植物 / mRNA制御 / 環境応答 / 高温ストレス / ストレス顆粒 / P-ボディー / RNA顆粒 / シロイヌナズナ / mRNa分解 / 翻訳抑制 / イネ / 野外環境 / 生体機能利用 / 環境対応 / 気候変動 / 環境調和型農林水産 / mRNA分解 / 脱キャップ酵素 / ストレス / バイオテクノロジー / プロセッシングボディー / RNAプロファイリング

研究成果の概要

植物が高温などのストレスを受けた際、細胞内に現れるRNA顆粒ーPボディーとストレス顆粒ーについて、ストレス耐性を付与する機能との関連を解析した。ストレス高温処理直後から、分単位で見られる非常に早い変化であった。DCP1 によるPボディーは平常時から存在し、DCP2がそこに集結、ストレス顆粒はそれとは独立に形成されるが、P-ボディーと離合集散する構造として観察された。ストレス耐性の際増加するmRNA、不安定化するmRNA種類はそれぞれ7-8,000種。Pボディーを構築するタンパク質や含まれるRNA種を解析した。mRNAプロファイルの変化に関連している顆粒としてP-ボディーを捉えることができた。

研究成果

• [国際共同研究] Monash University(オーストラリア)
• [国際共同研究] University of California, Davis(米国)
• [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)
• [国際共同研究] モナシュ大学(オーストラリア)
• [雑誌論文] The GYF domain protein PSIG1 dampens the induction of cell death during plant-pathogen interactions. (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsui, H., Nomura, Y., Egusa, M., Hamada, T., Hyon, G-S., Kaminaka, H., Watanabe, Y., Ueda, T., Trujillo, M., Shirasu, K., Nakagami, H.
  • 雑誌名: PLoS Genetics 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Insights into Land Plant Evolution Garnered from the Marchantia polymorpha Genome. (2017)
  • 著者名/発表者名: Bowman J, Kouchi T,..(106名）..Yokoyama R, ..(4名)
  • 雑誌名: Cell 巻: 171 号: 2 ページ: 287-304
  • DOI: 10.1016/j.cell.2017.09.030
  • NAID: 120006353839
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 植物におけるRNA顆粒 (2017)
  • 著者名/発表者名: 濱田隆宏，渡邊雄一郎
  • 雑誌名: 植物科学の最前線 巻: 8 号: B ページ: 99-109
  • DOI: 10.24480/bsj-review.8b7.00117
  • ISSN: 2432-9819
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 陸上植物を小分子RNAとRNAサイレンシング機能からみたとき (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邊雄一郎
  • 雑誌名: 生物科学 巻: 68 ページ: 196-205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light perception in aerial tissues activates DWF4 expression in root tips and induces root growth (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, J and Watanabe, Y
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 1808-1808
  • DOI: 10.1038/s41598-017-01872-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Naming of Names: Guidelines for Gene Nomenclature in Marchantia (2016)
  • 著者名/発表者名: Bowman, J., Araki, T., Arteaga-Vazquez, M., Berger, F., Dolan, L., Haseloff, J., Ishizaki, K., Kyozuka, J., Lin, S.S., Nagasaki, H., Nakagami, H., Nakajima, K., Nakamura, Y., Ohashi-Ito, K., Sawa, S., Shimamura, M., Solano, R., Tsukaya, H., Ueda, T., Watanabe, Y., Yamato, K.T., Zachgo, S., and Kohchi, T.
  • 雑誌名: Plnat cell Physiology 巻: 57 号: 2 ページ: 257-261
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv193
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Profiling and Characterization of Small RNAs in the Liverwort, Marchantia polymorpha, Belonging to the First Diverged Land Plants (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Tsuzuki, Ryuichi Nishihama, Kimitsune Ishizaki, Yukio Kurihara, Minami Matsui, John L. Bowman, Takayuki Kohchi, Takahiro Hamada, and Yuichiro Watanabe
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 57(2) 号: 2 ページ: 359-372
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv182
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] <i>Arabidopsis</i> AtRRP44 has ribonuclease activity that is required to complement the growth defect of yeast <i>rrp44</i> Mutant (2016)
  • 著者名/発表者名: Kumakura, N., Otsuki, H., Ito, M. et al.
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 33 号: 2 ページ: 77-85
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.16.0316a
  • NAID: 130005164800
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 植物成長段階の切替えスイッチとしてのmiRNA (2016)
  • 著者名/発表者名: 都筑正行、濱田隆宏、渡辺雄一郎
  • 雑誌名: 現代化学 巻: N/A ページ: 46-50
  • NAID: 40020936590
• [雑誌論文] Diffuse Decapping Enzyme DCP2 Accumulates in DCP1 Foci Under Heat Stress in Arabidopsis thaliana (2015)
  • 著者名/発表者名: Motomura K, Le TN. Q, Hamada T, Kutsuna N, Mano S, Nishimura M and Watanabe Y.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 56 号: 1 ページ: 107-115
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu151
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Liverwort life cycle and the miRNAs (2018)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Tsuzuki, Kazutaka Futagami, Takahiro Hamada, Yuichiro Watanabe
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Functional Analysis of miR319 in liverwort, Marchantia polymorpha (2017)
  • 著者名/発表者名: 二神和敬, 都筑正行、濱田隆宏、渡邊雄一郎
  • 学会等名: 第19回日本RNA学会年会
• [学会発表] Lessons from biotic and abiotic stress studies (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Watanabe
  • 学会等名: Future prospects of control measures for plant disease and insect pests for sustainable crop production
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 温度変化に応答した微小管ダイナミクス (2017)
  • 著者名/発表者名: 濱田隆宏、渡邊雄一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] ゼニゴケの小分子RNA解析からみえる陸上植物の発生制御モジュール (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡邊 雄一郎、都筑 正行、濱田 隆宏、河内 孝之、John L. Bowman
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] 顕微鏡を基盤とした初期発生におけるmRNA分解機構の比較解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 元村一基、丸山大輔、栗原大輔、熊倉直祐、渡邊雄一郎、東山哲也
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] 陸上植物に保存されたmicroRNAによる発生制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 都筑正行、濱田隆宏、渡邊雄一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] Imaging Analysis in roles of mRNA decay at early plant development (2016)
  • 著者名/発表者名: Motomura, K., Maruyama, D., Kurihara, D., Watanabe, Y., Higashiyama, T.
  • 学会等名: 第21回RNA Society国際会議
  • 発表場所: 京都国際会議場 （京都府京都市）
  • 年月日: 2016-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Communication between nucleus and cytoplasm through RNA-interacting proteins (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Watanabe, Takahiro Hamada
  • 学会等名: The 57th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists
  • 発表場所: 岩手大学（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Analysis of TARP mediated-siRNA biosynthesis in Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsukada, M., Tsuzuki, M., Fukao, Y., Kurihara, Y., Matsui, M., Motomura, K., Tamura, K., Hara-Nishimura, I., Watanabe, Y., Hamada, T.
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 岩手大学（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18
  • 国際学会
• [学会発表] 第一回RNA顆粒・RNAタンパク質複合体研究会 (2016)
  • 著者名/発表者名: 濱田隆宏
  • 学会等名: 第一回RNA顆粒・RNAタンパク質複合体研究会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所（愛知県岡崎市）
  • 招待講演
• [学会発表] Characterization of small RNAs in a liverwort, Marchantia polymorpha (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Tsuzuki, Tsuyoshi Fujimoto, Ryuichi Nishihama, Kimitsune Ishizaki, Yukio Kurihara, Minami Matsui, Takayuki Kohchi, Takahiro Hamada, Yuichiro Watanabe
  • 学会等名: EMBO Symposium "The Non-Coding Genome"
  • 発表場所: EMBL ( Heidelberg, ドイツ）
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] 苔類ゼニゴケにおけるmicroRNAの機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 都筑正行，藤本剛史、西浜竜一、石崎公庸、栗原志夫、松井南、河内孝之、濱田隆宏、渡邊雄一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-09-06
• [図書] Plant Epigenetics: Methods and Protocols (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuzuki, M. and Watanabe, Y.
  • 総ページ数: 22
  • 出版者: Springer
• [備考] ストレスに応答して現れるRNA顆粒の解析
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/RNAwatanabe/study.html
• [備考] 陸上植物の多様性と遺伝子発現制御 ― evolution and gene regulation
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/RNAwatanabe/study.html
• [備考] 環境変化によるストレス応答に対してのRNA顆粒による遺伝子発現制御
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/RNAwatanabe/study.html
• [備考] ゼニゴケの発生過程における小分子RNAを介した遺伝子発現制御
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/RNAwatanabe/study.html
• [学会・シンポジウム開催] The 57th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists (2016)
  • 発表場所: Iwate University, Morioka, Iwata, Japan
  • 年月日: 2016-03-18