静止中心特異的なリボソーム量制御機構の存在とその機能の解明

• 研究課題/領域番号: 15K07115
• 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: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 立教大学
• 研究代表者: 堀口 吾朗 立教大学, 理学部, 准教授 (70342847)
• 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: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: シロイヌナズナ / 根端分裂組織 / 静止中心 / リボソームタンパク質 / RPL4D / ブラシノステロイド / リボソーム / サイトカイニン / 細胞周期

研究成果の概要

植物の根端分裂組織の中心部に存在する静止中心は、細胞増殖活性が極めて低く保たれている。そのためには、リボソームの蓄積量も低く保たれる必要があると考えられる。本研究では、リボソームタンパク質とGFPの融合タンパク質を用いて、少なくとも幾つかのリボソームタンパク質が静止中心特異的に低蓄積になること、サイトカイニンやブラシノステロイドはそれを打破することを見出した。また、このようなリボソームタンパク質量の制御には、静止中心でのリボソーム合成の抑制と根端分裂組織全体で余剰のリボソームタンパク質を排除する二重の仕組みが関与することが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Plastid gene expression is essential for lateral root stem-cell patterning, symplastic connectivity, and root plastid distribution in Arabidopsis thaliana (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakata MT, Sato M, Wakazaki M, Sato N, Kojima K Sekine A, Nakamura S, Shikanai T, Toyooka K, Tsukaya H, Horiguchi G
  • 雑誌名: Biology Open 巻: 7 ページ: 028175-028175
  • DOI: 10.1242/bio.028175
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Two nucleolar proteins, GDP1 and OLI2, function as ribosome biogenesis factors and are preferentially involved in promotion of leaf cell proliferation without strongly affecting leaf adaxial-abaxial patterning in Arabidopsis thaliana. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kojima K, Tamura J, Chiba H, Fukuda K, Tsukaya H, Horiguchi G
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: ー ページ: 2240-2240
  • DOI: 10.3389/fpls.2017.02240
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evidence for a role of ANAC082 as a ribosomal stress response mediator leading to growth defects and developmental alterations in Arabidopsis (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwai Ohbayashi, Chung-Yi Lin, Naoki Shinohara, Yoko Matsumura, Yasunori Machida, Gorou Horiguchi, Hirokazu Tsukaya, Munetaka Sugiyama
  • 雑誌名: The Plant Cell 巻: 29 号: 10 ページ: 2644-2660
  • DOI: 10.1105/tpc.17.00255
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] リボソームの生合成と植物の発生 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀口 吾朗
  • 雑誌名: 生物科学 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [学会発表] A Critical Role of the NAC transcription Factor ANAC082 in Ribosomal Stress Signaling of Plant Cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Iwai Ohbayashi, Shun Sasaki, Chung-Yi Lin, Naoki Shinohara, Yoko Matsumura, Yasunori Machida, Gorou Horiguchi, Hirokazu Tsukaya, Masahiko Furutani, Hitoshi Onouchi, and Munetaka Sugiyama
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] A quartet of NAC transcription factor genes is upregulated in response to abnormal ribosomal proteins and enhances leaf abaxialization in asymmetric leaves2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Gorou Horiguchi, Iwai Ohbayashi, Munetaka Sugiyama, and Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] Four NAC transcription factor genes are involved in rpl4d-induced leaf abaxialization in the as2 mutant of Arabidopsis thaliana (2017)
  • 著者名/発表者名: Gorou Horiguchi, Iwai Ohbayashi, Munetaka Sugiyama, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Transfer RNA wobble U34 modification in plants: Its possible relation to leaf development (2017)
  • 著者名/発表者名: Yumi Nakai, Gorou Horiguchi, Akiko Harada, Masato Nakai, Takato Yano
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] How mutations in ribosome-related genes affect leaf adaxial-abaxial patterning in Arabidopsis thaliana (2017)
  • 著者名/発表者名: Gorou Horiguchi, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 50th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 招待講演
• [学会発表] tRNAwobbleU34修飾欠損のシロイヌナズナ葉の形態形成への影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中井 由実、堀口 吾朗、岩渕 功誠、田村 謙太郎、原田 明子、中井 正人、西村 いくこ、矢野 貴人
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] シロイヌナズナas2 rpl4dにおける葉の背軸化を抑圧するリボソームタンパク質 変異の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 深田 かなえ、高原 正裕、塚谷 裕一、堀口 吾朗
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] シロイヌナズナのリボソームストレス応答とNAC転写因子ANAC082の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大林 祝、林 忠逸、篠原 直貴、松村 葉子、町田 泰則、堀口 吾朗、塚谷 裕一、杉山 宗隆
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] 植物tRNAのwobble位修飾とロゼッタ葉の形態形成について (2016)
  • 著者名/発表者名: 中井 由実、堀口 吾朗、原田 朋子、中井 正人、矢野 貴人
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] リボソーム生合成関連因子GDP1とOLI2が葉の発生に果たす役割の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 深田 かなえ、塚谷 裕一、堀口 吾朗
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会
  • 発表場所: 沖縄県宜野湾市沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] Mutations in ribosomal protein genes induce the expression of NAC transcription factor gene, SUZAKU1, and promote leaf abaxialization in asymmetric leaves2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Gorou Horiguchi, Mikito Inoue, Hidenori Masuda, Miyuki Nakata, and Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: The 27th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Gyeong Ju, Korea
  • 年月日: 2016-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] Leaf abaxialization in rpl4 as2 mutants requires aberrant rpl4 transcript accumulation, a RING finger protein gene SZK2, and upregulation of a NAC transcription factor gene SZK1 (2016)
  • 著者名/発表者名: Gorou Horiugchi, Mikito Inoue, Hidenori Masuda, Masahiro Takahara, Miyuki Nakata, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手県盛岡市岩手大学
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] as2 rpl4dで引き起こされる葉の背軸化に必要なSZK1の発現解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上幹人、中田未友希、塚谷裕一、堀口吾朗
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 新潟県新潟市朱鷺メッセ
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] 異なるrpl4dおよびrpl4aアリルで蓄積している変異型mRNAの構造決定とその背腹性制御に及ぼす影響の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 増田秀典、塚谷裕一、堀口吾朗
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 新潟県新潟市朱鷺メッセ
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] SUZAKU1, a NAC-domain transcription factor gene promotes leaf abaxialization in response to as2-enhancer mutations in Arabidopsis thaliana (2015)
  • 著者名/発表者名: Gorou Horiguchi, Mikito Inoue, Masuda Hidenori, Miyuki Nakata, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 第48回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 茨城県つくば市エポカルつくば
  • 年月日: 2015-06-02
• [備考] 立教大学理学部生命理学科植物分子発生学研究室ホームページ
  • URL: http://www2.rikkyo.ac.jp/web/horiguchi/plant/home.html