植物ホルモン応答シグナル伝達に関わるリン酸リレー二成分制御系

• 研究課題/領域番号: 16370022
• 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: 植物生理・分子
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 岡 穆宏 京都大学, 化学研究所, 教授 (10093212)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円); 2006年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2005年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円); 2004年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
• キーワード: 植物ホルモン / サイトカイニン / リン酸リレー / 環境応答 / 転写因子 / シグナル伝達 / 二成分制御系 / in vitro再構成実験

研究概要

サイトカイニン受容体のタンパク質ヒスチジンキナーゼCRE1とサイトカイニン応答転写因子(タイプB)ARR1とが植物個体において実際に共通の細胞内シグナル伝達系を構築していることを、CRE1欠損がARR1の活性化により抑制されことで確認した。またin vitro系においてCRE1が自己リン酸化反応を行い、そのリン酸基をHPt介在因子(AHPs)を介してARR1へ転送し、原核生物と同様のHis-Aspリン酸リレーが起こることを示した。次いで、ARR1の直接の標的遺伝子を網羅的に探索し、10種全ての非転写因子型(タイプA)応答因子、転写因子群、サイトカイニン代謝酵素、病傷害応答性タンパク質など多種多様なタンパク質群をコードする遺伝子を同定し、その大部分がサイトカイニン初発応答遺伝子であることを明らかにした。また、各標的遺伝子に対するARR1の寄与にはばらつきがあり、タイプB応答因子群が機能的に重複しているものの、各標的遺伝子に対する優先度に差異があることも示した。これらの結果は、サイトカイニン初発応答遺伝子群のほとんど全てがタイプB応答因子群によって転写誘導され、このHis-Aspリン酸リレー制御系以外のサイトカイニンシグナル伝達系は、少なくともシロイヌナズナには存在しないことを示唆している。さらにCRE1欠損の抑制実験から、疑似HPt介在因子AHP6がサイトカイニンシグナル伝達を抑制することによって維管束形成に重要な役割をはたしていることを示した。このAHP6による抑制は介在HPt因子との拮抗作用によるものと考えられ、介在HPt因子がCRE1とARR1とを介在していることをさらに強く示唆している。

研究成果

• [雑誌論文] ARR1 directly activates cytokinin response genes that encode proteins with diverse regulatory functions. (2007)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi, M., Sasaki, N., Tsuge, T., Aoyama, T., Oka A.
  • 雑誌名: Plant Cell. Physiol. 48・2 ページ: 263-277
  • NAID: 10018519460
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ARR1 directly activates cytokinin response genes that encode proteins with diverse regulatory functions. (2007)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi, M., Sasaki, N., Tsuge, T., Aoyama, T., Oka A.
  • 雑誌名: Plant Cell. Physiol. 48(2) ページ: 263-277
  • NAID: 10018519460
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] ARR1 directly activates cytokinin response genes that encode proteins with diverse regulatory functions. (2007)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi, M., Sasaki, N., Tsuge, T., Aoyama, T., Oka A.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 48(2) ページ: 263-277
  • NAID: 10018519460
• [雑誌論文] The A-type cyclin CYCA2;3 is a key regulator of ploidy levels in Arabidopsis endreduplication. (2006)
  • 著者名/発表者名: Imai, K., Ohashi, Y., Tsuge, T., Yoshizumi, T., Matsui, M., Oka, A., Aoyama, T.
  • 雑誌名: Plant Cell 18・2 ページ: 382-396
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cytokinin signaling and its inhibitor AHP6 regulate cell fate during vascular development. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mahonen, A.P., Bishopp, A., Higuchi, M., Nieminen, K.M., Kinoshita, K., Tormakangas, K., Ikeda, Y., Oka, A., Kakimoto, T., Helariutta, Y.
  • 雑誌名: Science 311・5757 ページ: 94-98
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The A-type cyclin CYCA2;3 is a key regulator of ploidy levels in Arabidopsis endreduplication (2006)
  • 著者名/発表者名: Imai, K., Ohashi, Y., Tsuge, T., Yoshizumi, T., Matsui, M., Oka, A., Aoyama, T..
  • 雑誌名: Plant Cell 18(2) ページ: 382-396
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cytokinin signaling and its inhibitor AHP6 regulate cell fate during vascular development. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mahonen, A.P., Bishopp, A., Higuchi, M., Nieminen, KM., Kinoshita, K., Tormakangas, K, Ikeda, Y., Oka, A., Kakimoto, T., Helariutta, Y.
  • 雑誌名: Science 311(5757) ページ: 94-98
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The A-type cyclin CYCA2;3 is a key regulator of ploidy levels in Arabidopsis endreduplication. (2006)
  • 著者名/発表者名: Imai, K., Ohashi, Y., Tsuge, T., Yoshizumi, T., Matsui, M., Oka, A., Aoyama, T.
  • 雑誌名: Plant Cell 18(2) ページ: 382-396
• [雑誌論文] Cytokinin signaling and its inhibitor AHP6 regulate cell fate during vascular development. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mahonen, A.P., Bishopp, A., Higuchi, M., Nieminen, K.M., Kinoshita, K., Tormakangas, K., Ikeda, Y., Oka, A., Kakimoto, T., Helariutta, Y.
  • 雑誌名: Science 311 ページ: 94-98
• [雑誌論文] The A-type cyclin CYCA2;3 is a key regulator of ploidy levels in Arabidopsis endreduplication. (2006)
  • 著者名/発表者名: Imai, K., Ohashi, Y., Tsuge, T., Yoshizumi, T., Matsui, m., Oka, A., Aoyama, T.
  • 雑誌名: Plant Cell 18(2) ページ: 382-396
• [雑誌論文] 植物の光情報伝達の解明はがん治療に役立つか-COP9シグナロソーム研究の最前線 (2005)
  • 著者名/発表者名: 柘植知彦, 岡 穆宏
  • 雑誌名: 化学 60・11 ページ: 72-73
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Will the research in plant light signaling contribute to the cure of cancer?-The frontier research of COP9 signalosome (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsuge, T., Oka, A.
  • 雑誌名: Kagaku(in Japanese) 60(11) ページ: 72-73
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] 植物の光情報伝達の解明はがん治療に役立つか---COP9シグナロソーム研究の最前線 (2005)
  • 著者名/発表者名: 拓殖知彦, 岡 穆宏
  • 雑誌名: 化学 60(11) ページ: 72-73
• [雑誌論文] サイトカイニン応答 (2004)
  • 著者名/発表者名: 柿本辰男, 岡 穆宏
  • 雑誌名: 植物の環境応答と形態形成のクロストーク (Springer) ページ: 123-130
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] シロイヌナズナのHis-Aspリン酸リレー制御系 (2004)
  • 著者名/発表者名: 岡 穆宏
  • 雑誌名: 植物の環境応答と形態形成のクロストーク (Springer) ページ: 143-151
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Adaptive responses to cytokinins of plants (2004)
  • 著者名/発表者名: Kakimoto, T., Oka, A.
  • 雑誌名: Crosstalk between adaptive responses to environmental stimuli and morphogenesis in plants(in Japanese)(Springer-Verlag) ページ: 123-130
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] His-Asp phosphorelay signal transduction in Arabidopsis thaliana. (2004)
  • 著者名/発表者名: Oka, A.
  • 雑誌名: Crosstalk between adaptive responses to environmental stimuli and morphogenesis in plants(in Japanese)(Springer-Verlag) ページ: 143-151
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] サイトカイニン応答 (2004)
  • 著者名/発表者名: 柿本辰男
  • 雑誌名: 植物の環境応答と形態形成のクロストーク ページ: 123-130
• [雑誌論文] シロイヌナズナのHis-Aspリン酸リレー制御系 (2004)
  • 著者名/発表者名: 岡 穆宏
  • 雑誌名: 植物の環境応答と形態形成のクロストーク ページ: 143-151
• [雑誌論文] Contribution of phospholipase D to morphogenesis of plant epidermal cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Oka, A.
  • 雑誌名: Genes & Genetic Systems 79・6 ページ: 377-377
• [図書] 植物の環境応答と形態形成のクロストーク (2004)
  • 著者名/発表者名: (編集)岡 穆宏
  • 総ページ数: 230
  • 出版者: Springer Verlag, Tokyo