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次世代「緑の革命」植物の創生に資するDELLAと転写因子の複合体構造基盤解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K23658
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0601:農芸化学およびその関連分野
研究機関筑波大学 (2020)
東京大学 (2019)

研究代表者

野崎 翔平  筑波大学, 生命環境系, 助教 (20850910)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード緑の革命 / 転写制御因子 / ジベレリン / DELLAタンパク質 / ブラシノステロイド / BZR転写因子 / X線結晶構造解析 / DNA結合特異性 / 植物によるタンパク質発現系 / 転写因子 / 窒素吸収 / 植物ホルモン / 相互作用解析
研究開始時の研究の概要

世界の食糧増産に貢献した「緑の革命」植物は、背丈が低く倒れにくいという有用形質を示す一方、窒素吸収能が低下し膨大な肥料を要求するという欠点を持ち合わせる。これは「緑の革命」植物内で高濃度に蓄積される転写抑制因子「DELLAタンパク質」が有する生長肥大や窒素吸収能など多岐にわたる生理作用を同時に抑制するという分子機能に基づいた形質である。
本研究では、従来の欠点を克服した「緑の革命」植物の創生を見据え、DELLAが多様なクラスの転写因子を認識する機構に着目する。生化学的・構造生物学的アプローチから、DELLAが分子内に備える「仕掛け」を原子レベルで解明する。

研究成果の概要

世界の食糧増産に貢献した「緑の革命」植物は、背丈が低く倒れにくいという有用形質を示す一方、窒素吸収能が低下し膨大な肥料を要求するという欠点を持ち合わせる。これは「緑の革命」植物内で高濃度に蓄積される転写抑制因子「DELLAタンパク質」が有する生長肥大や窒素吸収能など多岐にわたる生理作用を同時に抑制するという分子機能に基づいた形質である。本研究では、従来の欠点を克服した「緑の革命」植物の創生を見据え本研究では、従来の欠点を克服した「緑の革命」植物の創生を見据え、DELLAが多様なクラスの転写因子を認識する機構に着目し、DELLAおよびその標的の転写因子群の構造生物学的研究を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で対象とする転写制御因子はいずれも植物が成長・発達や窒素栄養吸収に関与する極めて重要な因子である。そのため、それらの分子機能を分子または原子レベルで明らかにした本研究成果によって、有用形質植物を合理的に創出するための基盤技術開発につながることが期待される。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Gene co-expression network analysis identifies BEH3 as a stabilizer of secondary vascular development of Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Furuya、Masato Saito、Haruka Uchimura、Akiko Satake, Shohei Nosaki, Takuya Miyakawa, Shunji Shimadzu, Wataru Yamori, Masaru Tanokura, Hiroo Fukuda, *Yuki Kondo
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of spice and herb as phyto-derived selective modulators of human retinaldehyde dehydrogenases using a simple in vitro method2021

    • 著者名/発表者名
      Thi Bao Chau Bui、Shohei Nosaki、Mito Kokawa、Yuqun Xu、Yutaka Kitamura、Masaru Tanokura、Satoshi Hachimura、Takuya Miyakawa
    • 雑誌名

      Bioscience Reports

      巻: online published 号: 5

    • DOI

      10.1042/bsr20210491

    • 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] Different DNA-binding specificities of NLP and NIN transcription factors underlie nitrate-induced control of root nodulation2021

    • 著者名/発表者名
      Nishida Hanna、Nosaki Shohei、Suzuki Takamasa、Ito Momoyo、Miyakawa Takuya、Nomoto Mika、Tada Yasuomi、Miura Kenji、Tanokura Masaru、Kawaguchi Masayoshi、Suzaki Takuya
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: online published 号: 7 ページ: 2340-2359

    • DOI

      10.1093/plcell/koab103

    • 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] Prevention of necrosis caused by transient expression in Nicotiana benthamiana by application of ascorbic acid2021

    • 著者名/発表者名
      Nosaki Shohei、Kaneko Mika K、Tsuruta Fuminori、Yoshida Hideki、Kato Yukinari、Miura Kenji
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: online published 号: 2 ページ: 832-835

    • DOI

      10.1093/plphys/kiab102

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highlighting the potential utility of MBP crystallization chaperone for Arabidopsis BIL1/BZR1 transcription factor-DNA complex2021

    • 著者名/発表者名
      Nosaki Shohei、Terada Tohru、Nakamura Akira、Hirabayashi Kei、Xu Yuqun、Bui Thi Bao Chau、Nakano Takeshi、Tanokura Masaru、Miyakawa Takuya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 3879-3879

    • DOI

      10.1038/s41598-021-83532-2

    • 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] VISUAL network analysis reveals the role of BEH3 as a stabilizer in the secondary vascular development in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Furuya Tomoyuki、Saito Masato、Uchimura Haruka、Satake Akiko、Nosaki Shohei、Miyakawa Takuya、Shimadzu Shunji、Yamori Wataru、Tanokura Masaru、Fukuda Hiroo、Kondo Yuki
    • 雑誌名

      bioRxib

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2021.01.19.427273

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] RAP Tag and PMab-2 Antibody: A Tagging System for Detecting and Purifying Proteins in Plant Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Miura Kenji、Yoshida Hideki、Nosaki Shohei、Kaneko Mika K.、Kato Yukinari
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: 510444-510444

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.510444

    • NAID

      120007166911

    • 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] NIGT1 family proteins exhibit dual mode DNA recognition to regulate nutrient responseassociated genes in Arabidopsis2020

    • 著者名/発表者名
      Ueda Yoshiaki、Nosaki Shohei、Sakuraba Yasuhito、Miyakawa Takuya、Kiba Takatoshi、Tanokura Masaru、Yanagisawa Shuichi
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 16 号: 11 ページ: 1-27

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1009197

    • 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
  • [学会発表] 統合的アプローチによるブラシノステロイド応答遺伝子制御の実態解明2021

    • 著者名/発表者名
      野崎 翔平、光田 展隆、坂本 真吾、山上 あゆみ、寺田 透、徐 玉群、Bui Thi Bao Chau、三浦 謙治、中野 雄司、田之倉 優、宮川 拓也
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] RAPタグとタグ抗体PMab-2 抗体:植物細胞における検出、精製のためのタグシステム2020

    • 著者名/発表者名
      三浦 謙治、野﨑 翔平、金子 美華、加藤 幸成
    • 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] 生体高分子の X 線結晶構造解析に向けたコンストラクトデザイン戦略2020

    • 著者名/発表者名
      野崎 翔平
    • 学会等名
      第55回形質転換植物デザイン研究拠点セミナー・T-PIRCセミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [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年度岡山大会プログラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] BES/BZR転写因子の競争的関係性は維管束幹細胞制御の堅牢性に貢献する2020

    • 著者名/発表者名
      古谷 朋之、齊藤 真人、内村 悠、佐竹 暁子、野﨑 翔平、宮川 拓也、島津 舜治、矢守 航、田之倉 優、福田裕穂、近藤 侑貴
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 硝酸に応答して根粒共生を抑制するNLPを介した転写制御機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      西田 帆那、野崎翔平、鈴木 孝征、伊藤 百代、宮川 拓也、西嶋 遼、田之倉 優、川口 正代司、川勝 泰二、寿崎 拓哉
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ブラシノステロイド情報伝達における鍵転写因子のDNA結合特異性の究明2020

    • 著者名/発表者名
      野崎 翔平、宮川 拓也、光田 展隆、寺田 透、山上 あゆみ、徐 玉群、Bui Thi Bao Chau、中野 雄司、田之倉 優
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ブラシノステロイドのマスター転写因子BIL1/BZR1のプロモーター選択特異性の解明2020

    • 著者名/発表者名
      野崎 翔平、宮川 拓也、光田 展隆、寺田 透、山上 あゆみ、中野 雄司、田之倉 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会(要旨のみ)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Study on food ingredients that regulate the activity of Retinaldehyde dehydrogenase isozymes (RALDHs)2020

    • 著者名/発表者名
      Bui Chau Thi Bao、野崎 翔平、徐 玉群、田之倉 優、宮川 拓也、八村 敏志
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会(要旨のみ)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ブラシノステロイドのマスター転写因子BIL1/BZR1のプロモーター選択特異性の解明 Study on gene promoter-binding specificity by the brassinosteroid-dependent master transcription factor BIL1/BZR12020

    • 著者名/発表者名
      野崎 翔平、宮川 拓也、光田 展隆、寺田 透、山上 あゆみ、中野 雄司、田之倉 優
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] BUI Chau Thi Bao、野崎 翔平、徐 玉群、田之倉 優、宮川 拓也、八村 敏志2020

    • 著者名/発表者名
      Study on food ingredients that regulate the activity of Retinaldehyde dehydrogenase isozymes (RALDHs)
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造生物学的・生化学的アプローチによる植物特異的な転写制御の理解 -植物ホルモンの情報を伝達するマスター転写因子を例として-2019

    • 著者名/発表者名
      野崎 翔平
    • 学会等名
      第52回形質転換植物デザイン研究拠点セミナー・T-PIRCセミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2022-01-27  

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