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RNA高次構造ダイナミクスを介した植物環境応答システムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K21415
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

大谷 美沙都  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (60435633)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードRNA高次構造 / 植物環境応答 / pre-mRNAスプライシング / 選択的スプライシング / UsnRNA / 温度依存性 / RNAサーモメーター / RNA / 植物 / 環境応答
研究開始時の研究の概要

動かない植物にとって、常に変わり続ける環境に合わせた細胞機能の維持と調節は非常に重要な問題である。本研究では、環境条件にあわせて高次構造を変化させうる生体高分子RNAに着目し、ロバストな細胞形質発現調節を可能にしている新たな植物環境応答システムの解明を行う。

研究成果の概要

本研究では、植物のロバストな細胞形質発現を可能にする「RNA高次構造ダイナミクス」に着目し、RNAを介した環境応答システムの分子機序の解明を行った。解析の結果、温度変化や細胞ストレスによって起こるpre-mRNAスプライシング変化は、pre-mRNA高次構造の変化やスプライシング装置の量的変化によって制御されることがわかった。これは植物環境応答におけるRNA構造ダイナミクスの重要性を示す成果であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物の環境応答におけるRNA高次構造の重要性が明らかとなったことで、動かない植物がどのように環境に適した発生や成長を達成しているのか、その多層的な環境調和型生存戦略の理解が大きく前進した。さらにこのメカニズムの応用により、植物の環境耐性向上の技術開発が可能になると考えられ、持続可能社会に向けた作物増産・カーボンニュートラル促進が期待される。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Frontiers in plant RNA research in ICAR2023: from lab to innovative agriculture2024

    • 著者名/発表者名
      Liu Ming-Jung、Fang Jhen-Cheng、Ma Ya、Chong Geeng Loo、Huang Chun-Kai、Takeuchi Ami、Takayanagi Natsu、Ohtani Misato
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 114 号: 3 ページ: 45-45

    • DOI

      10.1007/s11103-024-01436-x

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 植物pre-mRNAスプライシングの特徴とその生理的役割2022

    • 著者名/発表者名
      高柳なつ, 大谷美沙都
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 94 号: 6 ページ: 861-867

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2022.940861

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2022-12-25
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Transcriptional regulation of cell proliferation competence-associated Arabidopsis genes, <i>CDKA;1</i>, <i>RID1</i> and <i>SRD2</i>, by phytohormones in tissue culture2022

    • 著者名/発表者名
      Takayanagi N, Mukai M, Sugiyama M, Ohtani M
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 39 号: 3 ページ: 329-333

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.22.0513a

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2022-09-25
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Plants can sense and respond to environmental stress via pre-mRNA splicing regulation2023

    • 著者名/発表者名
      Ohtani M, Takahashi H, Takayanagi N, Ishibashi K, Arae T
    • 学会等名
      The 33rd International Conference in Arabidopsis Research 2023 (ICAR2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RNA代謝は植物細胞の増殖・分化の可塑性を制御する2023

    • 著者名/発表者名
      大谷美沙都
    • 学会等名
      第56回日本発生生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] pre-mRNAプロセシング制御を介した植物の動的環境応答2023

    • 著者名/発表者名
      高柳なつ、石橋鴻大、荒江星拓、大谷美沙都
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] pre-mRNA スプライシング制御を介したサイトカイニン依存的な細胞増殖・分化能制御の分子機構2023

    • 著者名/発表者名
      竹内亜美、永宮研二、池田拓之、大林祝、杉山宗隆、大谷美沙都
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物はpre-mRNAスプライシングを介して地上部環境情報を地下部形態形成へと反映させる2022

    • 著者名/発表者名
      高柳なつ、荒江星拓、大谷美沙都
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物の細胞分化を制御する転写後遺伝子発現調節の解明2022

    • 著者名/発表者名
      大谷美沙都
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝子をどう転写しプロセスするか: 植物における UsnRNP 機能の重要性2022

    • 著者名/発表者名
      山﨑逸平、畑中優佳、高橋洋和、大谷美沙都
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 栄養条件依存的な植物成長制御にはマイナータイプスプライシングが関与する2022

    • 著者名/発表者名
      石橋鴻大、荒江星拓、吉積毅、栗原志夫、黒森崇、松井南、大谷美沙都
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] How to transcribe and modify what kinds of snRNAs: Metabolic regulation of snRNAs is a key to environment-appropriate control of plant development2021

    • 著者名/発表者名
      Ohtani M
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物プラスチドストレスはpre-mRNAスプライシング制御を介して側根形態に反映される2021

    • 著者名/発表者名
      高柳なつ、荒江星拓、高橋洋和、清水隆之、堀口吾朗、相田光宏、深城英弘、増田建、大谷美沙都
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナでは細胞ストレスは選択的スプライシングを介して遺伝子発現に反映される2021

    • 著者名/発表者名
      高橋洋和、高柳なつ、出村拓、大谷美沙都
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cellular Stress Can Reflect to Gene Expression Via Alternative Splicing Regulation in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Misato Ohtani, Hirokazu Takahashi, Natsu Takayanagi, Taku Demura
    • 学会等名
      第22回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Importance of Nonsense-mediated mRNA Decay in Auxin Signaling during in vitro Organogenesis and Development in Plants2021

    • 著者名/発表者名
      Chiam Nyet-Cheng、藤村 朋世、佐野 亮輔、出村 拓、大谷 美沙都
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] プラスチドシグナルによる側根形態制御にはpre-mRNAスプライシング制御が関与する2021

    • 著者名/発表者名
      高柳 なつ、高橋 洋和、大谷 美沙都
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Roles for mRNA quality control in the organ regeneration of plants2020

    • 著者名/発表者名
      Misato Ohtani
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2025-01-30  

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