結晶構造解析結果に基づいた核内受容体GID1のジベレリン受容とシグナル伝達の解析

• 研究課題/領域番号: 21370019
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 上口 美弥子 (田中 美弥子) 名古屋大学, 准教授 (70377795)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2011年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2010年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2009年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
• キーワード: 植物ホルモン / 成長生理 / 核内受容体 / GID1 / 結晶構造

研究概要

(1) GID1のX線構造解析結果に基づく活性型GAの再定義
昨年に引き続き、変異型GID1を作成し、in planta, in vitroの活性を調べた。シダにおいて特徴的なアミノ酸を持つようにイネの受容体に変異を入れたところ基質特異性が変化し、その形質転換体においても異なるジベレリンの親和性を示した。
(2) リッドの開閉の変化した受容体の変異体の解析
リッドの開閉が変化した変異は、アラビドプシスのAtGID1bの特徴とよく似ていることが明らかになった。したがって、アラビドプシスのAtGID1bについても解析を進めた。その結果、アラビドプシスにおいて根が地上部と比べてジベレリンの感度が高いのは、AtGID1bによる寄与によることを明かにした。
(3) カニクサのGID1受容体のホモログの単離、解析
特殊なシダ類(カニクサ等)では、ジベレリン様化合物が造精器誘導物質であることがわかっている。そこで、カニクサよりジベレリン生合成遺伝子を単離し、発現解析を行ったところ、それらが造精器誘導物質生産に関与することが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Thermodynamic characterization of OsGlD1-gibberellin binding using calorimetry and docking simulations. (2011)
  • 著者名/発表者名: Xiang H, Takeuchi H, Tsunoda Y, Nakajima M, Murata K, Ueguchi-Tanaka M, Kidokoro S, Kezuka Y, Nonaka T, Matsuoka M, Katoh E.
  • 雑誌名: J Mol Recognit. 巻: 24 ページ: 275-282
  • 査読あり
• [雑誌論文] A rice gid1 suppressor mutant reveals that gibberellin is not always required for interaction between its receptor, GlD1, and DELLA proteins. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Y, Hirai T, Yamamoto E, Kawamura M, Sato T, Kitano H, Matsuoka M, Ueguchi-Tanaka M.
  • 雑誌名: Plant Cell. 巻: 22 ページ: 3589-3602
  • 査読あり
• [雑誌論文] The perception of gibberellins : clues from receptor structure. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ueguchi-Tanaka M, Matsuoka M.
  • 雑誌名: Curr Opin Plant Biol. 巻: 13 ページ: 503-508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the molecular mechanism underlying gibberellin perception complex formation in rice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirano K, Asano K, Tsuji H, Kawamura M, Mori H, Kitano H, Ueguchi-Tanaka M, Matsuoka M.
  • 雑誌名: Plant Cell. 巻: 22 ページ: 2680-2696
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and characterization of dominant dwarf mutants, Slr1-d, in rice (2009)
  • 著者名/発表者名: Asano, K., Hirano, K., Ueguchi-Tanaka, M., Angeles-Shim, R.B., Komura, T., Satoh, H., Kitano, H., Matsuoka.M., Ashikari, M.
  • 雑誌名: Mol.Genet.Genomics 281 ページ: 223-231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gibberellin Modulates Anther Development in Rice via the Transcriptional Regulation of GAMYB (2009)
  • 著者名/発表者名: Aya, K., Ueguchi-Tanaka, M., Kondo, M., Hamada, K., Yano, K., Nishimura, M., Matsuoka, M.
  • 雑誌名: Plant Cell 21 ページ: 1453-1472
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential expression and affinities of Arabidopsis gibberellin receptors can explain variation in phenotypes of multiple knock-out mutants (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, H., Park, S.H., Okubo, K., Kitamura, J., Ueguchi-Tanaka, M., Iuchi, S., Katoh, E., Kobayashi, M., Yamaguchi, I., Matsuoka, M., Asami.T., Nakajima M.
  • 雑誌名: Plant J. 60 ページ: 48-55
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly sensitive and high-throughput analysis of plant hormones using MS-probe modification and liquid chromatography-tandem mass spectrometry : an application for hormone profiling in Oryza sativa (2009)
  • 著者名/発表者名: Kojima, M., Kamada-Nobusada, T., Komatsu, H., Takei, K., Kuroha, T., Mizutani, M., Ashikari, M., Ueguchi-Tanaka, M., Matsuoka, M., Suzuki, K., Sakakibara, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 50 ページ: 1201-1214
  • 査読あり
• [雑誌論文] ジベレリン受容体GID1によるジベレリン認識とその分子進化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤博章, 佐藤友美, 上口 (田中) 美弥子
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 52 ページ: 31-36
• [学会発表] 植物ホルモン・シベレリンを利用した高バイオマス作物の作出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上口(田中)美弥子
  • 学会等名: 植物科学シンポジウム『グリーンイノベーションに向けて新たな植物科学』
  • 発表場所: 品川
  • 年月日: 2010-12-01
• [学会発表] ジベレリン(GA)に依存しない受容体GID1とDELLAタンパク質(DELLA)との相互作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平井貴章、山本優子、佐藤友美、北野英己、上口(田中)美弥子、松岡信
  • 学会等名: イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ2010
  • 発表場所: つくば国際会議場エポカル
  • 年月日: 2010-07-02
• [学会発表] イネ半優性矮性変異体Slr1-dの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平野恒, 浅野賢治, 上口 (田中) 美弥子, 辻寛之, 香村敏郎, 佐藤光, 北野英巳, 芦苅基行, 松岡信
  • 学会等名: 第51会日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] ジベレリン (GA) に依存しない受容体GID1とDELLAタンパク質 (DELLA) との相互作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平井貴章, 山本優子, 佐藤友美, 北野英己, 上口 (田中) 美弥子, 松岡信
  • 学会等名: 第51会日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] Molecular Interaction of GA Signaling Components, GID1, SLR1, and GID2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyako Ueguchi-Tanaka, Ko Hirano, Asako Shimada, Makoto Matsuoka
  • 学会等名: 第51会日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
• [図書] 植物のシグナル伝達 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安益公一郎・上口(田中)美弥子・松岡信
  • 出版者: ジベレリン受容体の構造解明-ジベレリン受容能の獲得まで