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植物開花ホルモンによる花成促進・抑制の構造学的基盤

研究課題

研究課題/領域番号 18K06083
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43020:構造生物化学関連
研究機関京都大学

研究代表者

大木 出  京都大学, 化学研究所, 特定研究員 (80418574)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード立体構造解析 / 植物ホルモン / 花成 / フロリゲン / 構造生物学 / 育種
研究成果の概要

フロリゲンは植物で花が咲く時期を決定している開花ホルモンであり、葉で合成され茎頂へ移動して花成を促進する。これまで我々はフロリゲン受容体を発見し、フロリゲンとの活性化複合体の構造を決定し開花促進機構を明らかにしてきた(Nature 2011)。この受容体は栄養成長期には花成リプレッサーとの相互作用を介し開花抑制を行っている事が新たに分かってきた。そこで本研究では花成リプレッサーと受容体からなる開花抑制複合体の解析を行い、分子構造を高分解能で決定する事に成功した。両複合体の構造比較と生化学的アッセイから、受容体上でフロリゲンと花成リプレッサーが競合し置き換わる開花促進抑制機構のモデルを構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々は植物の花成研究において、フロリゲンを同定し、新規な受容体を発見し、間違いなく世界に先んじている。特に同定されたばかりの受容体の情報を独占的に用いて研究を進められる事は非常に大きなアドバンテージである。本研究はイネのフロリゲン研究のこれまでの蓄積を生かし、さらに世界をリードするフロリゲン生物学の展開を目指すものであり、研究手法も原子レベルの立体構造解析から細胞、個体レベルの機能解析、植物改良まで含む複合的な研究である。フロリゲンを用いて改良した作物は遺伝子組換え技術を用いないため、現実的な食糧増産対策になり、産業に与える影響は極めて大きい。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Room-temperature hyperpolarization of polycrystalline samples with optically polarized triplet electrons: pentacene or nitrogen-vacancy center in diamond?2021

    • 著者名/発表者名
      K. Miyanishi, T. F. Segawa, I. Ohki, S. Onoda, T. Ohshima, H. Abe, H. Takashima, S. Takeuchi, Y. Wang, K. Takeda, F. T.-K. So, D. Terada, R. Igarashi, A. Kagawa, M. Kitagawa, N. Mizuochi, M. Shirakawa, and M. Negoro
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance

      巻: 2 号: 1 ページ: 33-48

    • DOI

      10.5194/mr-2-33-2021

    • 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] Ultra-long coherence times amongst room-temperature solid-state spins2019

    • 著者名/発表者名
      Herbschleb E. D.、Kato H.、Maruyama Y.、Danjo T.、Makino T.、Yamasaki S.、Ohki I.、Hayashi K.、Morishita H.、Fujiwara M.、Mizuochi N.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1038/s41467-019-11776-8

    • 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] Backbone and side-chain resonance assignments of the methyl-CpG-binding domain of MBD6 from Arabidopsis thaliana2018

    • 著者名/発表者名
      Iwakawa Naoto、Mahana Yutaka、Ono Arina、Ohki Izuru、Walinda Erik、Morimoto Daichi、Sugase Kenji、Shirakawa Masahiro
    • 雑誌名

      Biomolecular NMR Assignments

      巻: 13 号: 1 ページ: 59-62

    • DOI

      10.1007/s12104-018-9851-2

    • 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] Cooperative Domain Formation by Homologous Motifs in HOIL-1L and SHARPIN Plays A Crucial Role in LUBAC Stabilization2018

    • 著者名/発表者名
      Fujita Hiroaki、Tokunaga Akira、Shimizu Satoshi、Whiting Amanda L.、Aguilar-Alonso Francisco、Takagi Kenji、Walinda Erik、Sasaki Yoshiteru、Shimokawa Taketo、Mizushima Tsunehiro、Ohki Izuru、Ariyoshi Mariko、Tochio Hidehito、Bernal Federico、Shirakawa Masahiro、Iwai Kazuhiro
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 23 号: 4 ページ: 1192-1204

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.03.112

    • NAID

      120006460107

    • 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] TFL1-Like Proteins in Rice Antagonize Rice FT-Like Protein in Inflorescence Development by Competition for Complex Formation with 14-3-3 and FD.2018

    • 著者名/発表者名
      Kaneko-Suzuki M, Kurihara-Ishikawa R, Okushita-Terakawa C, Kojima C, Nagano-Fujiwara M, Ohki I, Tsuji H, Shimamoto K, Taoka KI.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 59 号: 3 ページ: 458-468

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy021

    • 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
  • [学会発表] 爆轟法ナノダイヤモンド中のSiV中心を用いた温度センシング2021

    • 著者名/発表者名
      内田岳、藤原正規、大木出、鶴井明彦、劉明、西川正浩、水落憲和
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンド中のNV中心でのドレスト状態による温度センシング2021

    • 著者名/発表者名
      中村将也、山下峻吾、森下弘樹、藤原正規、大木出、Ernst Herbschleb、徳田規夫、水落憲和
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] NV中心量子センサのための広領域・広帯域マイクロ波アンテナの研究開発2021

    • 著者名/発表者名
      竹村祐輝、林寛、小野田忍、阿部浩之、大島武、谷口尚、藤原正規、森下弘樹、大木出、水落憲和
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Phosphorus-doped diamond: ultra-long coherence times and high magnetic sensitivity with nitrogen-vacancy centres2020

    • 著者名/発表者名
      Ernst D.Herbschleb、 Hiromitsu Kato、 Yuichi Maruyama、 Takuya Danjo、 Toshiharu Makino、 Satoshi Yamasaki、 Izuru Ohki、 Kan Hayashi、 Hiroki Morishita、 Masanori Fujiwara、 Norikazu Mizuochi
    • 学会等名
      Hasselt Diamond Workshop 2020 - SBDD XXV
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single NV centres in phosphorus-doped diamond display the longest coherence times and highest sensitivities at room temperature2020

    • 著者名/発表者名
      E. D. Herbschleb, H. Kato, Y. Maruyama, T. Danjo, T. Makino, S. Yamasaki, I. Ohki, K. Hayashi, H. Morishita, M. Fujiwara, N. Mizuochi
    • 学会等名
      Spin-RNJ若手オンライン研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ダイヤモンドNV中心と量子技術を使ったピコリットルNMRによる生体分子観察2020

    • 著者名/発表者名
      大木 出、森田 航希、藤原 正規、水落 憲和
    • 学会等名
      量子生命科学会第2回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Nitrogen-Vacancy centers in nanodiamonds: Size and type dependence2020

    • 著者名/発表者名
      S.Frederick, A.Shames, D.Terada, T.Genjo, H.Morishita, I.Ohki, T.Oshima, S.Onoda, H.Takahsima, S.Takeuchi, E.Osawa, N.Mizuochi, R.Igarashi, M.Shirakawa, T.Segawa
    • 学会等名
      量子生命科学会第2回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンドNV 中心を使ったピコリットルNMRと単一細胞測定への展開2020

    • 著者名/発表者名
      森田航希,大木出,藤原正規,中野裕太, 吉本智貴,徳田規夫,水落憲和
    • 学会等名
      第59回NMR討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 室温下でのダイヤモンド中NV中心とペンタセンによる13C pulsed-DNP2020

    • 著者名/発表者名
      宮西孝一郎,Takuya F. Segawa,大木出,小野田忍,大島武,阿部浩之,高島秀聡, 竹内繁樹,武田和行,Frederick T.-K. So,寺田大紀,五十嵐龍治,香川晃徳, 北川勝浩,水落憲和,白川昌宏,根来誠
    • 学会等名
      第59回NMR討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンドNV中心を使ったナノスケールの溶液NMR2019

    • 著者名/発表者名
      大木出、森田航希、藤原正規、森下弘樹、白川昌宏、水落憲和
    • 学会等名
      第58回NMR討論会・SEST2019連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 溶液NMRにおける生体高分子の核超偏極技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      大木出, 藤咲貴大, 池上貴久, 白川昌宏, 水落憲和
    • 学会等名
      第57回NMR討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子技術で生体高分子の三次元構造動態を 見るーin vitroから細胞・生体まで2018

    • 著者名/発表者名
      大木出
    • 学会等名
      量子科学技術研究開発機構放射線影響研究部影響研究部セミナー
    • 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: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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