フィトクロムによるシグナル伝達機構の解明

• 研究課題/領域番号: 17370018
• 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: 長谷 あきら 京都大学, 大学院理学研究科, 教授 (40183082)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 14,500千円 (直接経費: 14,500千円); 2006年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円); 2005年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
• キーワード: 植物 / シグナル伝達 / 蛋白質 / 光応答 / フィトクロム

研究概要

本年度において我々は、花芽形成制御においてphyBとは拮抗的に働くcry2について、それがどのような組織で機能するのかを明らかにすべく、組織特異的プロモーターを用いて、cry2-GFPを組織特異的に発現する遺伝子導入シロイヌナズナ系統を作出し、その花芽形成を調べた。その結果、phyBの場合とは対照的に、cry2は下流で働くFT遺伝子の発現場所である維管束で花芽形成を制御していることが明らかになった。この結果によって、花芽形成の光制御において、葉の内部で光受容体が働く場が空間的に隔てられており、組織の間に複雑なシグナル伝達が存在することが示唆された。
昨年に引き続き、phyBのN末端領域において、その生理活性を低下させる新規のアミノ酸置換変異の解析を進めた。特に、分光光学的な活性に影響を与えずに生理活性を低下させる、いわゆるシグナル伝達変異(4つ)に注目し、それらを個別に導入した全長phyBの生理活性を遺伝子導入法を用いて調べた結果、確かに、該当するアミノ酸残基がシグナル伝達に関わることがさらに示唆された。
また、phyAのシグナル伝達機構をさぐるため、phyA-GFP融合タンパク質に核移行シグナル(NLS)または核排出シグナル(NES)を付けたものをシロイヌナズナのphyA変異体背景で発現させ、その細胞内分布と光応答能を検討した。その結果、連続遠赤色光に対する応答(いわゆるFR-HIR応答)においては、NLSを付けたものは正常に応答したのに対して、NESを付けたものでは活性が著しく弱まっていた。従って、FR-HIR応答においても、核内がシグナル伝達の重要な場であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] HK5 Histidine Kinase Regulates Root Elongation Through an ETR1-Dependent Abscisic Acid and Ethylene Signaling Pathway in Arabidopsis thaliana. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iwama, A., T.Yamashino, Y.Tanaka, H.Sakakibara, T.Kakimoto, S.Sato, T.Kato, S.Tabata, A.Nagatani, T.Mizuno
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 48 ページ: 375-380
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Roles for the N- and C-terminal domains of phytochrome B in the physiological interactions between phytochrome B and cryptochromes (2007)
  • 著者名/発表者名: Usami, T., T.Matsushita, Y.Oka, N.Mochizuki, A.Nagatani
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 48 ページ: 423-433
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] CRYPTOCHROME2 in Vascular Bundles Regulates Flowering in Arabidopsis (2007)
  • 著者名/発表者名: Endo, M., N.Mochizuki, T.Suzuki, A.Nagatani
  • 雑誌名: Plant Cell. 19 ページ: 84-93
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The C-terminal kinase fragment of Arabidopsis phototropin 2 triggers constitutive phototropin responses (2007)
  • 著者名/発表者名: Kong, S.-G., T.Kinoshita, K.-I.Shimazaki, N.Mochizuki, T.Suzuki, A.Nagatani
  • 雑誌名: Plant J. (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Roles for the N- and C-terminal domains of phytochrome B in the physiological interactions between phytochrome B and cryptochromes. (2007)
  • 著者名/発表者名: Usami, T., T.Matsushita, Y.Oka, N.Mochizuki, A.Nagatani
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 48 ページ: 423-433
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] CRYPTOCHROME2 in Vascular Bundles Regulates Flowering in Arabidopsis. (2007)
  • 著者名/発表者名: Endo, M., N.Mochizuki, T.Suzuki, A.Nagatani
  • 雑誌名: Plant Cell. 19 ページ: 84-93
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] CRYPTOCHR0ME2 in Vascular Bundles Regulates Flowering in Arabidopsis (2007)
  • 著者名/発表者名: Endo, M., N.Mochizuki, T.Suzuki, A.Nagatani
  • 雑誌名: Plant Cell 19 ページ: 84-93
• [雑誌論文] Blue Light-induced Association of Phototropin 2 with the Golgi Apparatus. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kong, S.-G., T.Suzuki, K.Tamura, N.Mochizuki, I.Hara-Nishimura, A.Nagatani
  • 雑誌名: Plant J. 45 ページ: 994-1005
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Blue light-induced association of phototropin 2 with the Golgi apparatus. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kong SG
  • 雑誌名: Plant J. 45(6) ページ: 994-1005
• [雑誌論文] Activation of the Cytochnome P450 Gene, CYP72C1, Reduces the Levels of Active Brassinosteroids in vivo (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakamura.M., T.Satoh, S.-I.Tanaka, N.Mochizuki, T.Yokota, A.Nagatani
  • 雑誌名: J. Exp. Bot. 56 ページ: 833-840
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phototropin from Chlamydomonas reinhardtii is Functional in Arabidopsis thaliana. (2005)
  • 著者名/発表者名: Onodera, A., S.-G.Kong, M.Doi, K.-I.Shimazaki, J.Christie, N.Mohchizuki, A.Nagatani
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 46 ページ: 367-374
  • NAID: 10014431258
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phytochrome B in the Mesophyll Delays Flowering by Suppressing FT Expression in the Bascular Bundles. (2005)
  • 著者名/発表者名: Endo, M., S.Nakamura, T.Araki, N.Mochizuki, A.Nagatani
  • 雑誌名: Plant Cell. 17 ページ: 1941-1952
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Activation of the Cytochrome P450 Gene, CYP72C1, Reduces the Levels of Active Brassinosteroids in vivo (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, M., T.Satoh, S.-I.Tanaka, N.Mochizuki, T.Yokota, A.Nagatani
  • 雑誌名: J.Exp.Bot. 56 ページ: 833-840
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Phototropin from Chlamydomonas reinhardtii Is Functional in Arabidopsis thaliana. (2005)
  • 著者名/発表者名: Onodera, A., S.-G.Kong, M.Doi, K.-I.Shimazaki, J.Christie, N.Mohchizuki, A.Nagatani
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 46 ページ: 367-374
  • NAID: 10014431258
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Phytochrome B in the Mesophyll Delays Flowering by Suppressing FT Expression in the Bascular Bundles. (2005)
  • 著者名/発表者名: Endo, M., S.Nakamura, T.Araki, N.Mochizuki, A.Nagatani
  • 雑誌名: Plant Cell 17 ページ: 1941-1952
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Activation of the cytochrome P450 gene, CYP72G1, reduces the levels of active brassinosteroids in vivo. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M
  • 雑誌名: J Exp Bot. 56(413) ページ: 833-840
• [雑誌論文] Phytochrome B in the mesophyll delays flowering by suppressing FLOWERING LOCUS T expression in Arabidopsis vascular bundles. (2005)
  • 著者名/発表者名: Endo M.
  • 雑誌名: Plant Cell 17(7) ページ: 1941-1952
• [雑誌論文] The C-terminal kinase fragment of Arabidopsis phototropin 2 triggers constitutive phototropin responses
  • 著者名/発表者名: Kong, S.-G., T.Kinoshita, K.-I.Shimazaki, N.Mochizuki, T.Suzuki, A.Nagatani
  • 雑誌名: Plant J. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より