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ペプチドホルモン経路と低分子ホルモン経路の干渉を介した発生・成長システムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03695
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 植物分子・生理科学
研究機関名古屋大学

研究代表者

打田 直行  名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (40467692)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワードペプチドホルモン / 低分子ホルモン / 受容体
研究成果の概要

本研究では、ペプチド性の細胞外分泌リガンドであるEPFLファミリーとその受容体であるERファミリー経路によって調節される未報告の形態・成長現象を見出した上で、EPFLファミリー・ERファミリー経路の下流で調節される低分子ホルモン経路を同定し、そのホルモン経路とEPFLファミリー・ERファミリー経路の関係を解析することを目指した。その結果、EPFLファミリーとERファミリーの中で、葉脈形成に関わりオーキシン応答を調節する因子群や花器官の発生に関わりジベレリン応答を調節する因子群を同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

新しいリガンドと受容体のペアの同定とその役割の解析を行い、実際に新しい機能を発見した本研究は、過去に未報告の細胞間コミュニケーションの提唱につながり、発生学上の独創的な発見となる。また、低分子性の植物ホルモン群は多様な現象に同時に影響を与え得る強い生理活性を持つことから、調和した発生・成長の各々の現象においてはその働きを局所的に必要最小限にだけ微調節する必要が生じるはずだが、本研究によりその精密調節の仕組みの一端が見えてききたことは学術的にも意義深く、植物の生産性向上を目指す応用につながることも期待される。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 12件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] テキサス大学(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ハインリッヒハイリ大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] テキサス大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Washington(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A peptide pair coordinates regular ovule initiation patterns with seed number and fruit size.2020

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto N, Pino Del Carpio D, Hofmann A, Mizuta Y, Kurihara D, Higashiyama T, Uchida N, Torii KU, Colombo L, Groth G, Simon R
    • 雑誌名

      Curr. Biol.

      巻: 30 号: 22 ページ: 4352-4361

    • DOI

      10.1016/j.cub.2020.08.050

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Induction of Multichotomous Branching by CLAVATA Peptide in Marchantia polymorpha2020

    • 著者名/発表者名
      Hirakawa Yuki、Fujimoto Toko、Ishida Sakiko、Uchida Naoyuki、Sawa Shinichiro、Kiyosue Tomohiro、Ishizaki Kimitsune、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Bowman John L.
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 30 号: 19 ページ: 3833-3840

    • DOI

      10.1016/j.cub.2020.07.016

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A super-sensitive auxin-inducible degron system with an engineered auxin-TIR1 pair.2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nishimura , Ryotaro Yamada , Shinya Hagihara , Rie Iwasaki , Naoyuki Uchida , Takumi Kamura , Koji Takahashi , Keiko U Torii , Tatsuo Fukagawa
    • 雑誌名

      Nucleic acids research

      巻: 48 号: 18 ページ: e108-e108

    • DOI

      10.1093/nar/gkaa748

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Control of proliferation in the haploid meristem by CLE peptide signaling in Marchantia polymorpha.2019

    • 著者名/発表者名
      Hirakawa Y, Uchida N, Yamaguchi YL, Tabata R, Ishida S, Ishizaki K, Nishihama R, Kohchi T, Sawa S, Bowman JL
    • 雑誌名

      PLoS Genet.

      巻: 7 号: 3 ページ: e1007997-e1007997

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1007997

    • NAID

      120006621164

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Stem cells within the shoot apical meristem: Identity, arrangement and communication.2019

    • 著者名/発表者名
      Uchida N and Torii KU
    • 雑誌名

      Cell. Mol. Life Sci.

      巻: 76 号: 6 ページ: 1067-1080

    • DOI

      10.1007/s00018-018-2980-z

    • NAID

      120006650152

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] オーキシン応答の自在操作を実現する人工ホルモン・受容体ペアの創成2019

    • 著者名/発表者名
      高橋宏二,萩原 伸也,鳥居 啓子,打田 直行
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 57 ページ: 80-87

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A super strong engineered auxin-TIR1 pair.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada R, Murai K, Uchida N, Takahashi K, Iwasaki R, Tada Y, Kinoshita T, Itami K, Torii KU and Hagihara S
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 59 号: 8 ページ: 1538-1544

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy127

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Harnessing synthetic chemistry to probe and hijack auxin signaling.2018

    • 著者名/発表者名
      Torii KU, Hagihara S, Uchida N and Takahashi K
    • 雑誌名

      New Phytol.

      巻: 202 号: 2 ページ: 417-424

    • DOI

      10.1111/nph.15337

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ERECTA-family genes coordinate stem cell functions between the epidermal and internal layers of the shoot apical meristem.2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura Y, Tasaka M, Torii KU and Uchida N
    • 雑誌名

      Development

      巻: 145 号: 1

    • DOI

      10.1242/dev.156380

    • NAID

      120006473533

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical hijacking of auxin signaling with an engineered auxin-TIR1 pair2018

    • 著者名/発表者名
      Uchida N, Takahashi K, Iwasaki R, Yamada R, Yoshimura M, Endo TA, Kimura S, Zhang H, Nomoto M, Tada Y, Kinoshita T, Itami K, Hagihara S and Torii KU
    • 雑誌名

      Nature Chem. Biol.

      巻: 14 号: 3 ページ: 299-305

    • DOI

      10.1038/nchembio.2555

    • NAID

      120006473593

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 凸凹戦略によりデザインした人工オーキシンと受容体のペアにより植物のオーキシンシグナル伝達経路をハイジャックする2018

    • 著者名/発表者名
      打田 直行、高橋 宏二、萩原 伸也、鳥居 啓子
    • 雑誌名

      新着論文レビュー

      巻: N/A ページ: 016

    • DOI

      10.7875/first.author.2018.016

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mechanisms and strategies shaping plant peptide hormones.2017

    • 著者名/発表者名
      Hirakawa Y, Torii KU and Uchida N
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 8 号: 8 ページ: 1313-1318

    • DOI

      10.1093/pcp/pcx069

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Manipulation of plant hormone responses and its application to rapid depletion of target proteins in animal cells2020

    • 著者名/発表者名
      Uchida N
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会 シンポジウム「Accelerating life sciences and drug discovery through whole-animal chemical biology」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Coordination of cell layer-specific behaviors of stem cells in the shoot apical meristem2019

    • 著者名/発表者名
      Uchida N
    • 学会等名
      Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coordination of tissue layer-specific behaviors of stem cells in the shoot apical meristem2019

    • 著者名/発表者名
      Uchida N
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia Conference on Plant Cell and Development Biology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 篩部で作動する地上部器官の成長・環境対応経路2019

    • 著者名/発表者名
      打田直行
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 植物のサイズ・老化の調節経路の解析とサイズ変化を誘導する化合物探索の試み2019

    • 著者名/発表者名
      打田直行
    • 学会等名
      多面的アプローチで紐解く個体スケーリング機構と健康寿命延伸への応用
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A bump-and-hole strategy toward freehand manipulation of plant hormone signaling2019

    • 著者名/発表者名
      Uchida N
    • 学会等名
      日本学術振興会サンフランシスコ研究連絡センター設立15周年記念「World Premier Research in Japan」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 植物ホルモン応答の自在操作に向けた合成生物学的凸凹戦略2018

    • 著者名/発表者名
      打田直行, 高橋宏二, 萩原伸也, 鳥居啓子
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第59回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A small-compound-based approach to dissect mechanisms coordinating hypocotyl growth2018

    • 著者名/発表者名
      Murao M, Kato R, Endo H, Hagihara S, Itami K, Torii KU, Uchida N
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第59回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Functions of ERECTA-family receptor kinases in Arabidopsis leaf vein formation2018

    • 著者名/発表者名
      Nakashima Y, Kumamoto D, Endo H, Tasaka M, Torii KU, Uchida N
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第59回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ERECTA-family receptors coordinate layer-specific stem cell maintenance in the shoot apical meristem2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura Y, Tasaka M, Torii KU, Uchida N
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第59回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Versatile control of growth and development by ERECTA-family receptor signaling2017

    • 著者名/発表者名
      Uchida N
    • 学会等名
      Plant Peptides & Receptors 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A bump-and-hole strategy toward freehand manipulation of plant hormone signaling2017

    • 著者名/発表者名
      Uchida N
    • 学会等名
      IoC-IPMB-ITbM Joint Symposium on New Frontiers by Fusing Chemistry and Biology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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