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植物の低温初期における遺伝子発現誘導機構の解明とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K15413
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 応用分子細胞生物学
研究機関東京大学

研究代表者

城所 聡  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (70588368)

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード植物 / 低温ストレス応答 / 転写制御 / 低温ストレス / カルシウムシグナル / 低温 / 発現制御
研究成果の概要

DREB1遺伝子は植物の低温馴化・耐性獲得において中心的な役割を持つ転写因子をコードしている。本研究では、急速な温度低下に応答してDREB1の転写を活性化するCAMTA転写因子の活性制御機構を解析した。急速な低温ストレスによって起こる細胞質内Ca2+濃度の増加とDREB1の発現との関係を調べるために、シロイヌナズナの野生型植物体にCa2+チャネル阻害剤存在下で低温処理を行なったが、DREB1の発現量において対照区との変化は見られなかった。次に、CAMTA転写因子の相互作用因子を探索した。その結果、カルモジュリンを含む複数のタンパク質が相互作用因子候補として同定された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

CAMTA転写因子は通常生育時から発現することから、DREB1の遺伝子発現を誘導するためには低温ストレス特異的な活性化が必要であると考えられた。CAMTA転写因子はCa2+結合タンパク質であるカルモジュリンとの相互作用ドメインを持つことから、その活性化にはカルシウムシグナルが関わると予想された。しかし、その実態は不明であった。本研究成果により同定された相互作用因子の解析を進めてCAMTA転写因子を介したDREB1の発現制御機構が解明されることで、低温に応答したカルシウムシグナルからCAMTA転写因子の活性化へとつながるシグナル伝達系全体の理解が進むことが期待される。

報告書

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

    (14件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Posttranslational regulation of multiple clock-related transcription factors triggers cold-inducible gene expression in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Kidokoro Satoshi、Hayashi Kentaro、Haraguchi Hiroki、Ishikawa Tomona、Soma Fumiyuki、Konoura Izumi、Toda Satomi、Mizoi Junya、Suzuki Takamasa、Shinozaki Kazuo、Yamaguchi-Shinozaki Kazuko
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 10

    • DOI

      10.1073/pnas.2021048118

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cytosolic HSC70s repress heat stress tolerance and enhance seed germination under salt stress conditions2021

    • 著者名/発表者名
      Zhao Huimei、Jan Asad、Ohama Naohiko、Kidokoro Satoshi、Soma Fumiyuki、Koizumi Shinya、Mogami Junro、Todaka Daisuke、Mizoi Junya、Shinozaki Kazuo、Yamaguchi‐Shinozaki Kazuko
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment

      巻: - 号: 6 ページ: 1788-1801

    • DOI

      10.1111/pce.14009

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DREB1A/CBF3 is repressed by transgene-induced DNA methylation in the Arabidopsis ice1-1 mutant2020

    • 著者名/発表者名
      Kidokoro Satoshi、Kim June-Sik、Ishikawa Tomona、Suzuki Takamasa、Shinozaki Kazuo、Yamaguchi-Shinozaki Kazuko
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 32 号: 4 ページ: 1035-1048

    • DOI

      10.1105/tpc.19.00532

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heat-induced inhibition of phosphorylation of the stress-protective transcription factor DREB2A promotes thermotolerance of Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Mizoi Junya , Kanazawa Natsumi, Kidokoro Satoshi, Takahashi Fuminori, Qin Feng, Morimoto Kyoko, Shinozaki Kazuo, Yamaguchi-Shinozaki Kazuko
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 294 号: 3 ページ: 902-917

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.002662

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] シロイヌナズナにおけるCAMTA転写因子による低温誘導性遺伝子の発現制御2018

    • 著者名/発表者名
      城所聡、篠崎和子
    • 雑誌名

      低温生物工学会誌

      巻: 64 ページ: 61-65

    • NAID

      130007590049

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A gene-stacking approach to overcome the trade-off between drought stress tolerance and growth in Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Kudo Madoka、Kidokoro Satoshi、Yoshida Takuya、Mizoi Junya、Kojima Mikiko、Takebayashi Yumiko、Sakakibara Hitoshi、Fernie Alisdair R.、Shinozaki Kazuo、Yamaguchi-Shinozaki Kazuko
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 97 号: 2 ページ: 240-256

    • DOI

      10.1111/tpj.14110

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Different Cold-Signaling Pathways Function in the Responses to Rapid and Gradual Decreases in Temperature.2017

    • 著者名/発表者名
      Kidokoro S, Yoneda K, Takasaki H, Takahashi F, Shinozaki K, Yamaguchi-Shinozaki K.
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 29 号: 4 ページ: 760-774

    • DOI

      10.1105/tpc.16.00669

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] シロイヌナズナの低温ストレス誘導性遺伝子DREB1Aのice1-1変異体におけるサイレンシング2021

    • 著者名/発表者名
      城所聡、June-Sik Kim、石川朋奈、鈴木孝征、篠崎一雄、篠崎和子
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 概日時計を介したシロイヌナズナ DREB1遺伝子の低温誘導性発現制御の解析2020

    • 著者名/発表者名
      城所聡,林健太郎,原口裕基,石川朋奈,戸田智美,鈴木孝征,篠崎一雄,篠崎和子
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 概日時計を介したシロイヌナズナDREB1遺伝子の低温誘導性発現制御2019

    • 著者名/発表者名
      城所聡,原口裕基,石川朋奈,戸田智美,篠崎一雄,篠崎和子
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] イネにおける転写因子HsfA1 の高温ストレス応答における機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      野口萌子,大濱直彦,戸高大輔,城所聡,篠崎一雄,篠崎和子
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional Analysis of 70 kDa Heat Shock Proteins in the Regulation of Heat Stress Responsive Gene Expression in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Asad Jan, Huimei Zhao, Naohiko Ohama, Shinya Koizumi, Kazuya Kusakabe, Junya Mizoi, Satoshi Kidokoro, Kazuo Shinozaki, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Different cold-signaling pathways in the responses to rapid and gradual decreases in temperature2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kidokoro, Fuminori Takahashi, Kazuo Shinozaki, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki
    • 学会等名
      The 11th International Plant Cold Hardiness Seminar Importance of Cold Hardiness in a Warming Climate
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるCAMTA転写因子による低温誘導性遺伝子の発現制御2018

    • 著者名/発表者名
      城所聡、橋本紫光、高橋史憲、篠崎一雄、篠崎和子
    • 学会等名
      第63回低温生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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