植物ホルモン応答の細胞選択的な制御システムの構築

• 研究課題/領域番号: 15K01828
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ケミカルバイオロジー
• 研究機関: 岡山理科大学
• 研究代表者: 林 謙一郎 岡山理科大学, 理学部, 教授 (30289136)
• 研究分担者: 三井 亮司 岡山理科大学, 理学部, 教授 (60319936)
• 連携研究者: 笠原 博幸 東京農工大学, 農学部, 教授 (00342767)
• 研究協力者: Zhao Yunde カルフォルニア大学, サンディエゴ校, 教授
• 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: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: オーキシン / ケミカルバイオロジー / 植物ホルモン / 植物 / ドラッグデリバリー

研究成果の概要

オーキシンの偏差濃度分布の調節は、植物の成長制御に重要である。オーキシンの濃度分布を自在に制御する目的で，新しいホルモンデリバリーシステムの開発に挑んだ。本課題では，不活性型オーキシンアナログを代謝活性化する微生物酵素を探索し，植物に酵素遺伝子を形質転換することで特定の細胞で活性化酵素を発現させることに成功した。本システムはオーキシンの濃度分布を人為的に制御する技術として，オーキシンの生理応答の時空間的な解析に活用されることが期待される。

研究成果

• [国際共同研究] UC San Diego(米国)
• [国際共同研究] University of Leeds(英国)
• [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences(China)
• [国際共同研究] University of Freiburg(Germany)
• [国際共同研究] University of California San Diego(米国)
• [国際共同研究] Shandong University(China)
• [国際共同研究] University of Warwick(英国)
• [雑誌論文] Manipulation and Sensing of auxin metabolism, transport and signaling (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukui Kosuke、Hayashi Ken-ichiro
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 印刷中 号: 8 ページ: 1500-1510
  • DOI: 10.1093/pcp/pcy076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Data-Driven Modeling of Intracellular Auxin Fluxes Indicates a Dominant Role of the ER in Controlling Nuclear Auxin Uptake (2018)
  • 著者名/発表者名: Middleton Alistair M.、Dal Bosco Cristina、Chlap Phillip、Bensch Robert、Harz Hartmann、Ren Fugang、Bergmann Stefan、Wend Sabrina、Weber Wilfried、Hayashi Ken-ichiro、Zurbriggen Matias D.、Uhl Rainer、Ronneberger Olaf、Palme Klaus、Fleck Christian、Dovzhenko Alexander
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 22 号: 11 ページ: 3044-3057
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.02.074
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Feedback from Lateral Organs Controls Shoot Apical Meristem Growth by Modulating Auxin Transport (2018)
  • 著者名/発表者名: Shi Bihai、Guo Xiaolu、Wang Ying、Xiong Yuanyuan、Wang Jin、Hayashi Ken-ichiro、Lei Jinzhi、Zhang Lei、Jiao Yuling
  • 雑誌名: Developmental Cell. 巻: 44 号: 2 ページ: 204-216
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2017.12.021
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Asymmetric Auxin Distribution is Not Required to Establish Root Phototropism in Arabidopsis (2018)
  • 著者名/発表者名: Taro Kimura、Ken Haga、Yasushi Shimizu-Mitao、Yumiko Takebayashi、Hiroyuki Kasahara、Ken-ichiro Hayashi、Tatsuo Kakimoto、Tatsuya Sakai
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 巻: 59 号: 4 ページ: 828-840
  • DOI: 10.1093/pcp/pcy018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Yucasin DF, a potent and persistent inhibitor of auxin biosynthesis in plants (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsugafune Shinichi、Mashiguchi Kiyoshi、Fukui Kosuke、Takebayashi Yumiko、Nishimura Takeshi、Sakai Tatsuya、Shimada Yukihisa、Kasahara Hiroyuki、Koshiba Tomokazu、Hayashi Ken-ichiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 13992-13992
  • DOI: 10.1038/s41598-017-14332-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synergistic action of auxin and cytokinin mediates aluminum‐induced root growth inhibition in Arabidopsis (2017)
  • 著者名/発表者名: Yang Zhong‐Bao、Liu Guangchao、Liu Jiajia、Zhang Bing、Meng Wenjing、M?ller Bruno、Hayashi Ken‐ichiro、Zhang Xiansheng、Zhao Zhong、De Smet Ive、Ding Zhaojun
  • 雑誌名: EMBO reports 巻: 18 号: 7 ページ: 1213-1230
  • DOI: 10.15252/embr.201643806
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aminooxy-naphthylpropionic acid and its derivatives are inhibitors of auxin biosynthesis targeting Trp aminotransferase: Structure-activity relationships (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Narukawa-Nara, A. Nakamura, K. Kikuzato, Y. Kakei, A. Sato, Y. Mitani, Y. Yamasaki-Kokudo, T. Ishii, KI. Hayashi, T. Asami, T. Ogura, S. Yoshida, S. Fujioka, T. Kamakura, T. Kawatsu, M. Tachikawa, K. Soeno, and Y. Shimada,
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 87 号: 3 ページ: 245-257
  • DOI: 10.1111/tpj.13197
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of 4-methoxy-7-nitroindolinyl (MNI)-caged auxins which are extremely stable in planta (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, K., Kusaka, N., Yamasaki, S., Zhao, Y., Nozaki, H.
  • 雑誌名: Bioorg Med Chem Lett 巻: 25 号: 20 ページ: 4464-4471
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2015.09.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distinct Characteristics of Indole-3-Acetic Acid and Phenylacetic Acid, Two Common Auxins in Plants. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugawara, S., Mashiguchi, K., Tanaka, K., Hishiyama, S., Sakai, T., Hanada, K., Kinoshita-Tsujimura, K., Yu, H., Dai, X., Takebayashi, Y., Takeda-Kamiya, N., Kakimoto, T., Kawaide, H., Natsume, M., Estelle, M., Zhao, Y., *Hayashi, K., Kamiya, Y.,Kasahara, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 56 号: 8 ページ: 1641-1654
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv088
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Distinct characteristics of indole-3-acetic acid and phenylacetic acid, two common auxins in plants (2017)
  • 著者名/発表者名: S Sugawara, K Mashiguchi, K Tanaka, S Hishiyama, T Sakai, K Hanada, K Kinoshita-Tsujimura, H Yu, X Dai, Y Takebayashi, N Takeda-Kamiya, T Kakimoto, H Kawaide, M Natsume, M Estelle, Y Zhao, K Hayashi, Y Kamiya and H Kasahara
  • 学会等名: 植物生理学会 ２０１７年度大会
• [学会発表] 内生植物ホルモン量分析に基づく植物ホルモン受容体制御剤の機能解析研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 都外川 識志 、宮崎 翔 、尹 禎敏、竹内 純 、轟 泰司 、林 謙一郎 、中嶋 正敏 、浅見 忠 男
  • 学会等名: 日本農芸化学会 2017年度大会
• [学会発表] 海産紅藻スサビノリにおけるオーキシンによる先端生長の制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田谷賢祐 、林謙一郎 、三上浩司
  • 学会等名: 日本植物生理学会２０１７年度大会
• [学会発表] 植物ホルモン・オーキシンのケミカルバイオロジー ホルモン濃度の可視化・自在制御をめざして (2017)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎
  • 学会等名: 東京農工大学グローバルイノベーション研究院・公開セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] HTL/KAI2を活性化する新規物質の合成探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 福井康祐、浅見忠男、林謙一郎
  • 学会等名: 植物化学調節学会 2017年度大会
• [学会発表] Manipulation of cellular auxin distribution by chemical biology approach (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichiro Hayashi, Hiroyasu Motose, Atsushi Funakoshi, Kosuke Fukui, Ryoji Mitsui
  • 学会等名: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 代謝活性化を利用したオーキシン応答の細胞選択的な制御システムの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎，船越 淳，本瀬宏康，福井康祐，三井亮司
  • 学会等名: 第51回植物化学調節学会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2016-10-28
• [学会発表] New auxin analogs as chemical tool for the modulation of cellular PIN localization (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichiro Hayashi
  • 学会等名: Auxin2016 conference
  • 発表場所: Haitang Bay, Sanya, China
  • 年月日: 2016-10-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] New auxin derivatives that specifically modulate auxin transport via PIN localization (2016)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Oochi, Kosuke Fukui, Hiroyasu Motose, Hiroyuki Kasahara, Richard Napier, Ken-ichiro Hayashi
  • 学会等名: Auxin2016 conference
  • 発表場所: Haitang Bay, Sanya, China
  • 年月日: 2016-10-20
  • 国際学会
• [学会発表] Intracellular auxin gradient is essential for the tip growth of a protonemal cell in the moss, Physcomitrella patens (2016)
  • 著者名/発表者名: Kousuke Fukui, Akihiro Oochi, Naoki Takeuchi, Hiroyasu Motose, Takashi Aoyama, Tomomichi Fujita, Ken-ichiro Hayashi
  • 学会等名: IPGSA2016
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2016-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Feedback regulation of YUCCA gene expression in Auxin biosynthesis through SCFTIR1/AFB complex (2016)
  • 著者名/発表者名: Shin Takato, Akiko Sato, Masashi Suzuki, Yusuke Kakei, Ken-ichiro Hayashi, Ayako Nakamura, Kazuo Soeno, Yukihisa Shimada
  • 学会等名: IPGSA2016
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2016-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] オーキシン極性輸送はヒメツリガネゴケの原糸体成長を制御する。 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹内 直樹， 大地 啓寛， 本瀬 宏康， 青山 卓史， 野崎 浩， 藤田 知道， 林 謙一郎
  • 学会等名: 第50回植物化学調節学会大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-10-28
• [学会発表] オーキシン輸送担体PINの局在制御に関するケミカルツール (2015)
  • 著者名/発表者名: 大地啓寛，本瀬宏康，野崎 浩，林謙一郎
  • 学会等名: 第50回植物化学調節学会大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-10-28