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ユビキチンカスケードを介した栄養素シグナルによる花成制御メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J01802
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 植物分子・生理科学
研究機関北海道大学

研究代表者

青山 翔紀  北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード花成 / 栄養シグナル / C/N栄養応答
研究実績の概要

本研究では,C/N栄養応答による花成制御シグナル伝達経路の解明を目指した。
本研究ではこれまでに,高C/低Nストレス,および単に低Nストレスによって花成が早期に誘導されること。そしてそれには,光周期に応じて花成を制御する重要なシグナル伝達経路の活性化が重要であることを明らかにしてきた。さらに,このシグナル伝達経路の活性化の鍵となる因子として,上流で働くbHLH型転写因子を,リン酸化状態が変化するタンパク質の網羅的解析(リン酸化プロテオーム)によって同定しており,この転写因子の役割に焦点を当てた詳細な機能解析を進めてきた。
転写因子の機能解析としては,転写因子がリン酸化されることで起こる変化として想定される現象(局在変化,タンパク質やDNAへの結合性の変化)を多角的に解析してきた。しかし,未だ低Nストレスに応答した性質の変化を明確に示すことには成功していない。また,生化学的な実験の結果から,この転写因子は低Nストレスによく応答してリン酸化するが,そのリン酸化部位は複数存在することが予測された。そこで,そのリン酸化部位を同定するため,エピトープタグをつけた過剰発現体を作成し,そこからタンパク質を抽出してIP/MS解析を行うことでリン酸化部位の特定を目指した。この時,タンパク質を抽出する植物には液体培地を用いて一過的な栄養ストレスアッセイを行い,低N条件でのみリン酸化されてくる部位をいくつか特定した。
さらに,「低Nシグナルによる転写因子のリン酸化」のシグナル上流部において,あるキナーゼが機能する可能性が新たに示唆される結果も得られた。
以上のように,本研究ではほとんど未知であったC/N栄養素シグナルによる花成制御メカニズムの解明において,重要で新しい知見を多数得ることができた。一方で,まだ詰めるべき部分や興味深い未知の部分がいくつかあり,引き続き研究を続ける必要がある。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Arabidopsis CBL-interacting protein kinases regulate carbon/nitrogen-nutrient response by phosphorylating ubiquitin ligase ATL31.2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuda S, Aoyama S, Hasegawa Y, Sato T, Yamaguchi J
    • 雑誌名

      Mol. Plant

      巻: 10 号: 4 ページ: 605-618

    • DOI

      10.1016/j.molp.2017.01.005

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 窒素欠乏によって誘導される花成の分子メカニズムの解析2017

    • 著者名/発表者名
      青山翔紀,森田嘉恵,伊藤照悟,阿部光知,今泉貴登,佐藤長緒,山口淳二
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CO2/Nバランスに応答した植物成長制御機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      青山翔紀
    • 学会等名
      第35回日本植物細胞分子生物学会(さいたま)大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける窒素栄養に応じた花成制御機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      青山翔紀,佐藤長緒,山口淳二
    • 学会等名
      第34回日本植物細胞分子生物学会(上田)大会・シンポジウム
    • 発表場所
      信州大学(長野県・上田市)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Mechanism of Flowering Regulation in Response to Carbon/Nitrogen Nutrient Availability2016

    • 著者名/発表者名
      Shoki Aoyama, Yoshie Morita, Yuko Nomura, Hirofumi Nakagami, Shogo Ito, Mitsutomo Abe, Takato Imaizumi, Takeo Sato, Junji Yamaguchi
    • 学会等名
      EMBO conference: The nitrogen nutrition of plants (Nitrogen 2016)
    • 発表場所
      モンペリエ(フランス)
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 炭素/窒素栄養バランスに応答した花成制御機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      青山 翔紀
    • 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
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 植物の「炭素/窒素」栄養バランスに応答した成長制御機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      青山 翔紀
    • 学会等名
      北海道植物学会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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