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植物における硝酸シグナル伝達の総合理解

研究課題

研究課題/領域番号 18H03940
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分38:農芸化学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

柳澤 修一  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (20222359)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
43,680千円 (直接経費: 33,600千円、間接経費: 10,080千円)
2021年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2020年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2019年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2018年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワード窒素栄養 / 硝酸シグナル / 窒素応答 / 遺伝子発現制御 / 転写因子 / 植物 / 硝酸応答 / 遺伝子発現 / シグナル伝達 / 窒素 / 栄養応答 / 栄養シグナル / 転写カスケード / 窒素代謝 / NLP転写因子
研究成果の概要

硝酸イオンはシグナル伝達物質として機能し、硝酸シグナルに応答した遺伝子発現や代謝バランスなどの変化は硝酸応答と呼ばれる。硝酸応答ネットワークの起点となるNLP転写因子の標的遺伝子の同定と機能解析により、硝酸シグナルの生理的役割の全容に迫った。NLP転写因子の新たな標的遺伝子としてNADH合成経路の鍵酵素アスパラギン酸オキシダーゼ遺伝子やホメオドメイン-ロイシンジッパー型転写因子遺伝子などを同定し、これら遺伝子の機能解析によって、硝酸シグナルが窒素同化だけでなく種々の代謝経路を同調的に制御することが、窒素栄養環境に合わせた成長量の最適化に重要であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

硝酸シグナルが窒素同化と他の代謝経路を同調的に制御していることが実証され、また、このような同調的制御が植物成長の最適化に重要であることも示されたことから、植物における硝酸シグナルの役割の理解が大きく進んだ。硝酸シグナルの新しい役割として葉緑体と光化学系の維持があることが明らかとなったこと、また、硝酸シグナルの伝達を強化すると光エネルギーの利用向上が起こる可能性があることを示したことは社会的意義も大きい。

報告書

(5件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 3件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Arabidopsis nitrate-induced aspartate oxidase gene expression is necessary to maintain metabolic balance under nitrogen nutrient fluctuation2022

    • 著者名/発表者名
      Moriaki Saito, Mineko Konishi, Atsuko Miyagi, Yasuhito Sakuraba, Maki Kawai-Yamada, Shuichi Yanagisawa
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 5 号: 1 ページ: 432-432

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03399-5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Arabidopsis NLP7-HB52/54-VAR2 pathway modulates energy utilization in diverse light and nitrogen conditions2022

    • 著者名/発表者名
      Ariga Takuto、Sakuraba Yasuhito、Zhuo Mengna、Yang Mailun、Yanagisawa Shuichi
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 32 号: 24 ページ: 5344-5353

    • DOI

      10.1016/j.cub.2022.10.024

    • 関連する報告書
      2021 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] RWP-RK domain-containing transcription factors in the Viridiplantae: biology and phylogenetic relationships2022

    • 著者名/発表者名
      Sakuraba Yasuhito、Zhuo Mengna、Yanagisawa Shuichi
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 73 号: 13 ページ: 4323-4337

    • DOI

      10.1093/jxb/erac229

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 2. 植物における窒素の輸送機構2021

    • 著者名/発表者名
      木羽 隆敏, 小西 美稲子, 柳澤 修一
    • 雑誌名

      日本土壌肥料学雑誌

      巻: 92 号: 2 ページ: 76-91

    • DOI

      10.20710/dojo.92.2_76

    • NAID

      130008024162

    • ISSN
      0029-0610, 2424-0583
    • 年月日
      2021-04-05
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ribosome biogenesis factor OLI2 and its interactor BRX1-2 are associated with morphogenesis and lifespan extension in <i>Arabidopsis thaliana</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Shugo Maekawa, Shuichi Yanagisawa
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 38 号: 1 ページ: 117-125

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.20.1224a

    • NAID

      130008002860

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2021-03-25
    • 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
  • [雑誌論文] Enhanced NRT1.1/NPF6.3 expression in shoots improves growth under nitrogen deficiency stress in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Sakuraba Yasuhito、Chaganzhana、Mabuchi Atsushi、Iba Koh、Yanagisawa Shuichi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 号: 1 ページ: 256-256

    • DOI

      10.1038/s42003-021-01775-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nitrate-responsive NIN-like protein (NLP) transcription factors perform unique and redundant roles in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Konishi, M., Okitsu, T., and Yanagisawa, S.
    • 雑誌名

      J. Exp. Bot.

      巻: 72 号: 15 ページ: 5735-5750

    • DOI

      10.1093/jxb/erab246

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrate‐inducible NIGT1 proteins modulate phosphate uptake and starvation signalling via transcriptional regulation of SPX genes2020

    • 著者名/発表者名
      Ueda Yoshiaki、Kiba Takatoshi、Yanagisawa Shuichi
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 102 号: 3 ページ: 448-466

    • DOI

      10.1111/tpj.14637

    • 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
  • [雑誌論文] Gene regulatory network and its constituent transcription factors that control nitrogen deficiency responses in rice2020

    • 著者名/発表者名
      Ueda Yoshiaki、Ohtsuki Namie、Kadota Koji、Tezuka Ayumi、Nagano Atsushi J.、Kadowaki Taro、Kim Yonghyun、Miyao Mitsue、Yanagisawa Shuichi
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: in press 号: 5 ページ: 1434-1452

    • DOI

      10.1111/nph.16627

    • 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
  • [雑誌論文] Intercellular and intracellular colonization of Azorhizobium caulinodans in Arabidopsis thaliana under nitrogen deficient conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Kurumisawa Keigo、Ishizuna Fumiko、Matsuoka Jun-Ichi、Ogawa Tetsuhiro、Morohashi Kengo、Aono Toshihiro
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 67 号: 1 ページ: 71-79

    • DOI

      10.1080/00380768.2020.1842139

    • NAID

      210000158619

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Jasmonate-Activated MYC2-Dof2.1-MYC2 Transcriptional Loop Promotes Leaf Senescence in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Zhuo Mengna、Sakuraba Yasuhito、Yanagisawa Shuichi
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 32 号: 1 ページ: 242-262

    • DOI

      10.1105/tpc.19.00297

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The role of protein-protein interactions mediated by the PB1 domain of NLP transcription factors in nitrate-inducible gene expression2019

    • 著者名/発表者名
      Konishi, M. and Yanagisawa, S.
    • 雑誌名

      BMC Plant Biology

      巻: 19 号: 1 ページ: 90-90

    • DOI

      10.1186/s12870-019-1692-3

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Delineation of Nitrogen Signaling Networks: Computational Approaches in the Big Data Era2019

    • 著者名/発表者名
      Ueda Yoshiaki、Yanagisawa Shuichi
    • 雑誌名

      Molecular Plant

      巻: 12 号: 2 ページ: 150-152

    • DOI

      10.1016/j.molp.2019.01.008

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Perception, transduction, and integration of nitrogen and phosphorus nutritional signals in the transcriptional regulatory network in plants2019

    • 著者名/発表者名
      Ueda Yoshiaki、Yanagisawa Shuichi
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 70 号: 15 ページ: 3709-3717

    • DOI

      10.1093/jxb/erz148

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A phytochrome B-mediated regulatory mechanism of phosphorus acquisition2018

    • 著者名/発表者名
      Sakuraba, Y., Kanno, S., Mabuchi, A., Monda, K., Iba, K., and Yanagisawa, S.
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: 4 号: 12 ページ: 1089-1101

    • DOI

      10.1038/s41477-018-0294-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overexpression of a Brix Domain-Containing Ribosome Biogenesis Factor ARPF2 and its Interactor ARRS1 Causes Morphological Changes and Lifespan Extension in Arabidopsis thaliana2018

    • 著者名/発表者名
      Shugo Maekawa, Yoshiaki Ueda, Shuichi Yanagisawa.
    • 雑誌名

      Front. Plant Sci.

      巻: 9 ページ: 1177-1177

    • DOI

      10.3389/fpls.2018.01177

    • 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
  • [学会発表] NIGT1-centered Transcriptional Network for the Balanced Acquisition of Nitrogen and Phosphorus2022

    • 著者名/発表者名
      Shuichi YANAGISAWA
    • 学会等名
      The 86th Annual Meeting of the Botanical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The role of Dof1.7 transcription factor in NIGT1-regulated nitrogen deficiency responses in Arabidopsis2022

    • 著者名/発表者名
      Mengna Zhuo, Yasuhito Sakuraba, Shuichi Yanagisawa
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] グルタミンによる窒素応答関連遺伝子の発現抑制におけるLBDタンパク質の役割2022

    • 著者名/発表者名
      鳥井 要佑、小西 美稲子、櫻庭 康仁、柳澤 修一
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会つくば年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The Role of Dof1.7 Transcription Factor in NIGT1-Mediated Nitrogen Starvation Responses in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Mengna Zhuo, Yasuhito Sakuraba, Shuichi Yanagisawa
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2021年度北海道大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] イネの窒素欠乏応答ネットワークにおいて重要な役割を果たす転写因子の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      大槻 並枝、植田 佳明、櫻庭 康仁、柳澤 修一
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2021年度北海道大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] An Arabidopsis NRT1.1 allele is a superior allele conferring better nitrogen use under nitrogen-deficient conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Chaganzhana, Yasuhito Sakuraba, Shuichi Yanagisawa
    • 学会等名
      第61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] シロイヌナズナにおける赤色光シグナル伝達による硝酸獲得の調節機構2020

    • 著者名/発表者名
      尾上佑真、櫻庭康仁、柳澤修一
    • 学会等名
      第61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] シロイヌナズナの硝酸応答時におけるNRT2.1の発現パターンの数理モデル2020

    • 著者名/発表者名
      植田佳明、柳澤修一
    • 学会等名
      第61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] Involvement of Dof1.7 transcriptional repressor in the NIGT1-regulated nitrogen starvation responses in Arabidopsis2020

    • 著者名/発表者名
      Mengna Zhuo, Yasuhito Sakuraba, Shuichi Yanagisawa
    • 学会等名
      第61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] Analysis of the degradation mechanism of NIN-LIKE PROTEIN (NLP) transcription factors responsible for nitrate responses in plants2020

    • 著者名/発表者名
      Takuto Ariga, Yasuhito Sakuraba, Mineko Konishi, and Shuichi Yanagisawa
    • 学会等名
      第61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] グルタミンによるNRT2.1の発現抑制の分子機構2020

    • 著者名/発表者名
      小西美稲子、郭鵬程、柳澤修一
    • 学会等名
      第61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] The role of Dof1.7 transcription factor in NIGT1-regulated nitrogen starvation responses in Arabidopsis2020

    • 著者名/発表者名
      Mengna Zhuo, Yasuhito Sakuraba, Shuichi Yanagisawa
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2020年度 岡山大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける硝酸シグナルによる葉緑体発達制御の可能性の検討2020

    • 著者名/発表者名
      有賀琢人、櫻庭康仁 、柳澤修一
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2020年度 岡山大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナのNIGT1転写因子間の相互作用が標的配列の認識と栄養応答に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      植田佳明、野崎翔平、宮川拓也、木羽隆敏、田之倉優、柳澤修一
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2020年度 岡山大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 低窒素環境において生育向上をもたらすNRT1.1硝酸輸送体遺伝子プロモーター中の自然突然変異2020

    • 著者名/発表者名
      櫻庭康仁、Chaganzahana、馬渕敦士、射場厚、柳澤修一
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2020年度 岡山大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける赤色光シグナルによる硝酸態窒素獲得の調節機構2020

    • 著者名/発表者名
      尾上佑真、櫻庭康仁、柳澤修一
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2020年度 岡山大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 硝酸応答とニコチンアミドアデニンジヌクレオチド合成2019

    • 著者名/発表者名
      柳澤修一
    • 学会等名
      第4回植物栄養研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Transcriptional cascades maintaining the balance of N and P acquisition2019

    • 著者名/発表者名
      柳澤修一
    • 学会等名
      Nitrogen 2019 The 4th International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
    • 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] 多様な環境での栄養獲得・利用の最適化のための植物メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      柳澤修一
    • 学会等名
      岡大植物研共同研究拠点ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナの窒素栄養飢餓応答に 関わるABCタンパク質の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      櫻庭康仁、 馬渕敦士、射場厚、 柳澤修一
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2019年度 静岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 植物の硝酸応答を担うNLP転写因子の分解機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      有賀琢人、小西美稲子、柳澤修一
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2019年度静岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ硝酸応答性転写因子NLP2のNLP7とは異なる役割2019

    • 著者名/発表者名
      小西美稲子、沖津孝幸、柳澤修一
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2019年度静岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Possible involvement of Dof1.7 transcription factor in nitrogen-starvation responses in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Mengna Zhuo・櫻庭康仁・柳澤修一
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2019年度静岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 硝酸シグナルに応答した遺伝子発現誘導におけるNLP転写因子のPB1ドメインの役割2019

    • 著者名/発表者名
      小西美稲子,柳澤修一
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 植物におけるグルタミンを介した窒素応答のフィードバック制御の分子メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      Pengcheng Guo, Mineko Konishi, Shuichi Yanagisawa
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける,硝酸シグナルによる NAD 生合成制御がもたらす広範な代謝動態2019

    • 著者名/発表者名
      斉藤守秋,宮城敦子,小西美稲子,川合真紀,柳澤修一
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] Roles of the NIGT1-centered transcriptional cascade in the regulation of nitrate uptake and responses2019

    • 著者名/発表者名
      Mineko Konishi, Yoshiaki Ueda and Shuichi Yanagisawa
    • 学会等名
      Plant and Animal Genome XXVII
    • 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] 高等植物におけるグルタミンを介した窒素利用関連遺伝子の発現抑制の分子機構2018

    • 著者名/発表者名
      Guo Pengcheng, Mineko Konishi, Shuichi Yanagisawa
    • 学会等名
      土壌肥料学会2018年度神奈川大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] NLP転写因子を介した硝酸シグナルによるNAD生合成制御メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      斉藤守秋、小西美稲子、柳澤修一
    • 学会等名
      土壌肥料学会2018年度神奈川大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 硝酸応答性転写因子NLP7におけるPB1ドメインの役割の検討2018

    • 著者名/発表者名
      小西美稲子、柳澤修一
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2018年度神奈川大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Modulation of methyl jasmonate signaling by nitrate-inducible Dof2.1 transcriptional activator in Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Mengna Zhuo, Yasuhito Sakuraba, Shuichi Yanagisawa
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2018年度神奈川大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 硝酸シグナル伝達とリン飢餓シグナル伝達の転写カスケードを介したクロストーク2018

    • 著者名/発表者名
      柳澤修一
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤色光シグナルによる植物栄養獲得の調節2018

    • 著者名/発表者名
      櫻庭康仁、柳澤修一
    • 学会等名
      植物の栄養研究会 第4回研究交流会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nutrient uptake-based phenomics and transcriptomic analyses using diverse rice accessions2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Ueda, Koji Kadota, Ayumi Tezuka, Atsushi J. Nagano, Taro Kadowaki, Yonghyun Kim, Mitsue Miyao, Shuichi Yanagisawa
    • 学会等名
      16th International Symposium on Rice Functional Genomics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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