ヒメツリガネゴケを用いた概日時計機構の解析

• 研究課題/領域番号: 18570004
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 遺伝・ゲノム動態
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 青木 摂之 名古屋大学, 大学院・情報科学研究科, 講師 (30283469)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,960千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 360千円); 2008年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2007年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2006年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
• キーワード: 概日リズム / 時計遺伝子 / 植物の概日時計の進化 / ヒメツリガネゴケ / 概日時計 / 概日時計の進化 / 遺伝子破壊 / 逆遺伝学的解析

研究概要

モデル基部植物ヒメツリガネゴケを用いて、被子植物の時計遺伝子のホモログの網羅的な同定・クローニングを行った。それらのうちCCA1/LHYホモログのプロモーターをルシフェラーゼ遺伝子に連結し、コケゲノムに移入し、従来より効果的な発光リズムレポーター株を作出した。このレポーター株をホストとして用いた逆遺伝学的解析により、CCA1/LHYやPRRなどの被子植物の時計遺伝子のホモログの機能を調査し、コケの時計を構成すると思われる遺伝子ネットワークの一部を明らかにし、被子植物の時計機構の分子モデルとの比較を行った。また、コケの色素体シグマ因子遺伝子のひとつPpSIG5の逆遺伝学的解析により、PpSIG5タンパク質がコケ概日システムの出力系の重要な調節因子である可能性を示唆する結果を得た。さらに、コケプロトプラストを用いた、時計遺伝子の日周条件下での発現制御解析のためのトランジェントアッセイ系の開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] The genome of the moss Physcomitrella patens reveals evolutionary insights into the conquest of land by plants (2008)
  • 著者名/発表者名: Stefan A. Rensing, Daniel Lang, Tomoaki Nishiyama, Yasuko Kamisugi, Takako Tanahashi, Keiko Sakakibara, Tomomichi Fujita, Kazuko Oishi, Tadasu Shin-I, Yoko Kuroki, Atsushi Toyoda, Yutaka Suzuki, Shinichi Hashimoto, Kazuo Yamaguchi, Sumio Sugano, Yuji Kohara, Asao Fujiyama, Aldwin Anterola, Setsuyuki Aoki, Neil Ashton, W. Brad Barbazuk, Elizabeth Barker, Jeffrey Bennetzen, Robert Blankenship, Sung Hyun Cho, Susan Dutcher, Mark Estelle, Jeffrey A. Fawcett, Heidrun Gundlach, Kosuke Hanada, Alexander Heyl, Karen A. Hicks, Jon Hughes, Martin Lohr, Klaus Mayer, Alexander Melkozernov, Takashi Murata, David Nelson, Birgit Pils, Michael Prigge, Bernd Reiss, Tanya Renner, Stephane Rombauts, Paul Rushton, Anton Sanderfoot, Gabriele Schween, Shin-Han Shiu, Kurt Stueber, Frederica L. Theodoulou, Hank Tu, Yves Van de Peer, Paul J. Verrier, Elizabeth Waters, Andrew Wood, Lixing Yang, David Cove, Andrew C. Cuming, Mitsuyasu Hasebe , Susan Lucas, Brent D. Mishler, Ralf Reski, Igor Grigoriev, Ralph S. Quatrano, Jeffrey L. Boore
  • 雑誌名: Science 319(5859) ページ: 64-69
  • 査読あり
• [雑誌論文] The plastid sigma factor SIG5 is involved in the diurnal regulation of the chloroplast gene psbD in the moss Physcomitrella patens (2008)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Ichikawa, Akane Shimizu, Ryo Okada, Santosh B. Satbhai, Setsuyuki Aoki
  • 雑誌名: FEBS Letters 582(3) ページ: 405-409
  • 査読あり
• [雑誌論文] The genome of the moss Physcomitrella patens reveals evolutionary insights into the conquest of land by plants (2008)
  • 著者名/発表者名: Stefan A. Rensing
  • 雑誌名: Science 319 ページ: 64-69
  • 査読あり
• [雑誌論文] The plastid sigma factor SIG5 is involved in the diurnal regulation of the chloroplast gene psbD in the moss Physcomitrella patens (2008)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Ichikawa
  • 雑誌名: FEBS Letters 582 ページ: 405-409
  • 査読あり
• [雑誌論文] The plastid sigma factor SIG5 is involved in the diurnal regulation of the chloroplast gene psbD in the moss Physcomitrell a patens. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Ichikawa
  • 雑誌名: FEBS Letters 582 ページ: 405-409
  • 査読あり
• [雑誌論文] The genome of the moss Physcomitrella patens reveals evolutionary insights into the conquest of land by plants. (2008)
  • 著者名/発表者名: Stefan A. Rensing
  • 雑誌名: Science 319 ページ: 64-69
  • 査読あり
• [雑誌論文] A compact multichannel apparatus for automated real-time monitoring of bioluminescence (2007)
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Okamoto, Masahiro Ishiura, Tatsuharu Torii and Setsuyuki Aoki
  • 雑誌名: Journal of Biochemical and Biophysical Methods 70(4) ページ: 535-538
  • 査読あり
• [雑誌論文] The moss Physcomitrella patens as a potential model plant for studying circadian rhythms Bryological Research (2006)
  • 著者名/発表者名: Setsuyuki Aoki
  • 雑誌名: 9(2) ページ: 50-59
  • 査読あり
• [雑誌論文] A compact multichannel apparatus for automated real-time monitoring of bioluminescence.
  • 著者名/発表者名: Kazuhisa Okamoto, Masahiro Ishiura, Tatsuharu Torii, Setsuyuki Aoki
  • 雑誌名: Journal of Biochemical and Biophysical Methods (In press)
• [学会発表] ヒメツリガネゴケにおけるCCA1/LHY相同遺伝子PpCCA1aとPpCCA1bの機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡田龍、Santosh Satbhai、近藤紗代、青木摂之
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会念会
  • 発表場所: 名古屋大学共通教育棟、名古屋市
• [学会発表] Characterization of the PRR(Pesudo-Response Regulator)Genes in the Moss Physcomitrella patens (2009)
  • 著者名/発表者名: Santosh Satbhai, Ryo Okada, Yuki Tezuka, Setsuyuki Aoki
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会念会
  • 発表場所: 名古屋大学共通教育棟、名古屋市
• [学会発表] Characterization of Homologs of the PRR (Pesudo Response Regulator) Genes in the Moss Physcomitrella patens (2009)
  • 著者名/発表者名: Santosh B. Satbhai, Ryo Okada, Yuki Tezuka, Tomonori Ito, Setsuyuki Aoki
  • 学会等名: Keystone Symposia : Plant Sensing, Response and Adaptation to the Environment
  • 発表場所: Big Sky Resort,Big Sky, Montana, USA
• [学会発表] ヒメツリガネゴケにおけるCCAl/LHY相同遺伝子PpCCAlaとPpC CA1bの機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡田龍
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学共通教育棟、名古屋市
• [学会発表] Characterization of the PRR (Pesudo-Response Regulator) Genes in the Moss Physcomitrella patens (2009)
  • 著者名/発表者名: Santosh Satbhai
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学共通教育棟、名古屋市
• [学会発表] Characterization of Homologs of the PRR (Pesudo Response Regulator) Genes in the Moss Physcomitrella patens (2009)
  • 著者名/発表者名: Santosh Satbhai
  • 学会等名: Keystone Symposia : Plant Sensing, Response and Adaptation to the Environment
  • 発表場所: Big Sky Resort, Big Sky, Montana, USA
• [学会発表] Functional Analysis of the CCA1/LHY Homolog Genes PpCCA1a and PpCCA1b in the Moss Physcomitrella patens (2008)
  • 著者名/発表者名: Ryo Okada, Santosh B. Satbhai, Sayo Kondo, Setsuyuki Aoki
  • 学会等名: The 8th NIBB-EMBL Joint Meeting-Evolution : Genomes, Cell Types and Shapes
  • 発表場所: Okazaki Conference Center, Okazaki, Japan
• [学会発表] Characterization of Homologs of the PRR (Pseudo-Response Regulator) Genes in the Moss Physcomitrella patens (2008)
  • 著者名/発表者名: Santosh Satbhai, Ryo Okada, Yuki Tezuka, Tomonori Ito, Setsuyuki Aoki
  • 学会等名: The 8th NIBB-EMBL Joint Meeting-Evolution: Genomes, Cell Types and Shapes
  • 発表場所: Okazaki Conference Center, Okazaki, Japan
• [学会発表] Characterization of the CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED 1/LATE ELONGATED HYPOCOTYL homolog genes PpCCA1a/PpCCA1b and the clock-controlled nuclear-encoded plastid sigma factor gene PpSig5 in the moss Physcomitrella patens (2008)
  • 著者名/発表者名: Ryo Okada, Kazuhiro Ichikawa, Santosh B. Satbhai, Setsuyuki Aoki
  • 学会等名: (poster) IPR Seminar 2008-The Ins and Outs of Chloroplasts
  • 発表場所: Icho Kaikan (3F Lecture Hall), Institute for Protein Research, Oasaka University
• [学会発表] ヒメツリガネゴケPhyscomitrella patensにおけるCCA1相同遺伝子の機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡田龍、Santosh B. Satbhai、近藤紗代、青木摂之
  • 学会等名: 日本遺伝学会第80回大会
  • 発表場所: 名古屋大学IB情報館、名古屋市
• [学会発表] ヒメツリガネゴケのPseudo-Response Regulator(PRR)遺伝子ホモログの同定と解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: Santosh B. Satbhai、岡田龍、手塚裕紀、伊藤智規、青木摂之
  • 学会等名: 日本遺伝学会第80回大会
  • 発表場所: 名古屋大学IB情報館、名古屋市
• [学会発表] Characterization of Homologs of the PRR (Pseudo-Response Regulator) Genes in the Moss Physcomitrella patens (2008)
  • 著者名/発表者名: Santosh Satbhai
  • 学会等名: The 8th NIBB-EMBL Joint Meeting-Evolution : Genomes, Cell Types and Shapes
  • 発表場所: Okazaki Conference Ce nter, Okazaki, Japan
• [学会発表] Characterization of the CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED l/LATE ELONGATED HYPOCOTYL homolog genes PpCCAla/PpCCAlb and the clock-controlled nuclear-encoded plastid sigma factor gene PpSig5 in the moss Physcomitrella patens (2008)
  • 著者名/発表者名: Ryo Okada
  • 学会等名: IPR Seminar 2008-The Ins and Outs of Chlo roplasts
  • 発表場所: Icho Kaikan (3F Lecture Hall), Institute for Protein Research, Osaka University, Suita, Japan
• [学会発表] ヒメツリガネゴケのPseudo-Response Regulator (PRR)遺伝子ホモログの同定と解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: Santosh Satbhai
  • 学会等名: 日本遺伝学会第80回大会
  • 発表場所: 名古屋大学IB情報館、名古屋市
• [学会発表] ヒメツリガネゴケ(Physcomitrella patens)におけるCCA1相同遺伝子の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田龍、近藤紗代、青木摂之
  • 学会等名: 基礎生物学研究所研究会テクニカルワークショップ「コケ植物の実験生物学」
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター中会議室、岡崎市
• [学会発表] ヒメツリガネゴケの時計関連遺伝子ホモログの系統解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 青木摂之、岡田龍、Santosh B. Satbhai、手塚裕紀
  • 学会等名: 基礎生物学研究所研究会テクニカルワークショップ「コケ植物の実験生物学」
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター中会議室、岡崎市
• [学会発表] ヒメツリガネゴケの生物時計関連遺伝子群の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 青木摂之、岡田龍、手塚裕紀、市川和洋、Santosh B. Satbhai
  • 学会等名: 日本遺伝学会第79回大会
  • 発表場所: 岡山大学創立50周年記念館(津島キャンパス)、岡山市
• [学会発表] Characterization of circadian clock-related genes in the moss Physcomitrella patens (2007)
  • 著者名/発表者名: Setsuyuki Aoki, Ryo Okada, Yuki Tezuka, Kazuhiro Ichikawa, Santosh B. Satbhai
  • 学会等名: The 2nd World Congress of Chlonobiology
  • 発表場所: Keio Plaza Hotel, Tokyo
• [学会発表] ヒメツリガネゴケにおけるCCA1相同遺伝子の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田龍、近藤紗代、伊藤智規、青木摂之
  • 学会等名: 第47回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛媛大学、松山
• [学会発表] ヒメツリガネゴケ(Physcomitrella patens)の時計遺伝子群の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 青木摂之、岡田龍、近藤紗代、手塚裕紀、伊藤智規
  • 学会等名: 第47回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛媛大学、松山
• [学会発表] Characterization of circadian clock-related genes in the moss Physcomitrella patens (2007)
  • 著者名/発表者名: Setsuyuki Aoki
  • 学会等名: The 2nd World Congress of Chlonobiology
  • 発表場所: Keio Plaza Hotel, Tokyo.
• [学会発表] ヒメツリガネゴケにおける時計遺伝子ホモログの解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 青木摂之、岡田龍、近藤沙代、手塚裕紀、市川和洋、伊藤智規
  • 学会等名: 第13回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
• [学会発表] ヒメツリガネゴケの概日時計遺伝子ホモログの解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 青木摂之、岡田龍、近藤紗代、手塚裕紀、市川和洋、伊藤智規
  • 学会等名: 日本遺伝学会第78回大会
  • 発表場所: つくば国際会議場(エポカルつくば)、つくば
• [学会発表] 生物時計の多様性と生態機能に関する研究のトピックス (2006)
  • 著者名/発表者名: 青木摂之
  • 学会等名: 「概日時計の適応的意義-植物の場合-」シンポジウム
  • 発表場所: 琉球大学・熱帯生物圏研究センター・瀬底実験所、沖縄
• [図書] Bacterial Circadian Programs (2009)
  • 著者名/発表者名: Setsuyuki Aoki
  • 出版者: Springer
• [図書] The Moss Physcomitrella patens (2009)
  • 著者名/発表者名: Mamoru Sugita
  • 出版者: Blackwell Publishing
• [図書] 光合成研究法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉田護
  • 出版者: 北海道大学低温科学研究所
• [図書] In Bacterial Circadian Systems (Chapter 16), Circadian clocks in Synechocystis PCC 6803, Thermosynechococcus elongatus, Trichodesmium spp. and Prochlorococcus spp.(Edited by Jayna Ditty, Shannon Mackey and Carl H. Johnson.) (2008)
  • 著者名/発表者名: Setsuyuki Aoki and Kiyoshi Onai
  • 出版者: Springer(In press)
• [図書] In the Moss Physcomitrella patens (Chapter 8), Chloroplasts(Edited by Celia Knight, Pierre-Francois Perround and David Cove.) (2008)
  • 著者名/発表者名: Mamoru Sugita,and Setsuyuki Aoki
  • 出版者: Blackwell Publishing. (In press)
• [図書] リズム生態学 : 体内時計の多様性とその生態機能(清水勇・大石正(編)) (2008)
  • 著者名/発表者名: 青木摂之
  • 出版者: 東海大学出版会
• [図書] 時間生物学事典(石田直理雄・本間研一(編)) (2008)
  • 著者名/発表者名: 青木摂之
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 光合成研究法(伊藤繁ほか(編)) (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉田護、青木摂之
  • 出版者: 北海道大学低温科学研究所(In press)
• [図書] リズム生態学 : 体内時計の多様性とその生態機能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 青木摂之
  • 出版者: 東海大学出版会
• [図書] 時間生物学事典 (2008)
  • 著者名/発表者名: 青木摂之
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] リズム生態学:体内時計の多様性とその生態機能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 青木摂之(分担執筆)
  • 総ページ数: 23
  • 出版者: 東海大学出版会
• [備考]
  • URL: http://www.info.human.nagoya-u.ac.jp/~aoki/