イネ胚乳品質を制御する転写ネットワークの解明

• 研究課題/領域番号: 22688001
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 育種学
• 研究機関: 独立行政法人農業生物資源研究所
• 研究代表者: 川勝 泰二 独立行政法人農業生物資源研究所, 機能性作物研究開発ユニット, 主任研究員 (30435614)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円); 2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2010年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
• キーワード: イネ / 種子貯蔵タンパク質 / 転写因子 / 胚乳 / 有用物質生産 / リシン

研究概要

シロイヌナズナではSSP遺伝子発現制御にbZIP型転写因子であるABI5が関与していることが報告されている。イネのABI5ホモログであるTRAB1はイネ胚乳でも発現しており、イネでもSSP遺伝子発現制御に関わっている可能性がある。そこで、TRAB1過剰発現体やSRDXを融合したTRAB1のキメラリプレッサーの作出を試みた。C末にHAタグを融合したTRAB1を過剰発現させるコンストラクトを導入した形質転換体では抗田抗体を用いたイムノブロットでは過剰発現が検出できなかったため、N末にFLAGタグを融合したコンストラクトを作製し、再度形質転換中である。TRAB1キメラリプレッサー(TRAB1-RD)の過剰発現体では背丈が低くなるという表現型の他に、SSPが顕著に減少しており、RISBZ1やRPBFのノックダウシ系統と種子の表現型が酷似していた。このことから、これらの転写因子の上流で機能し、SSPの蓄積量を制御している可能性が示唆された。
転写因子がin vivoで直接的に標的遺伝子を制御しているかどうかを調べるにはChIP-seq法が有効である。そこで、プロトプラストを用いたChIP-seq法の開発に向けて、葉肉細胞由来プロトプラストを用いた一過性過剰発現系の構築を行った。検証のため、SSPを制御しているRISBZ1やRPBFや、ERストレスシグナル伝達に関わるOsbZIP39をエフェクターとし、それらが制御する既知の遺伝子プロモーターを用いたレポーターアッセイを行い、従来の培養細胞由来プロトプラストを用いた一過性過剰発現系の結果と同様な結果が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Overexpression of <i>OsRab7B3</i>, a Small GTP-Binding Protein Gene, Enhances Leaf Senescence in Transgenic Rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Pitakrattananukool S, Kawakatsu T, Anuntalabhochai S, Takaiwa F
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 76 号: 7 ページ: 1296-1302
  • DOI: 10.1271/bbb.120050
  • NAID: 130001862717
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA silencing induced by an artificial sequence that prevents proper transcription termination in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawakatsu T, Wakasa Y, Yasuda H, Takaiwa F
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 160 号: 2 ページ: 601-612
  • DOI: 10.1104/pp.112.202689
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recombinant protein yield in rice seed is enhanced by specific suppression of endogenous seed proteins at the same deposit site (2012)
  • 著者名/発表者名: Yang L, Hirose S, Takahashi H, Kawakatsu T, Takaiwa F
  • 雑誌名: Plant Biotechnology Journal 巻: 10 号: 9 ページ: 1035-1045
  • DOI: 10.1111/j.1467-7652.2012.00731.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of 13 kD prolamins increases recombinant protein yield and recovery rate in rice endosperm (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawakatsu T, Takaiwa F
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 7 号: 11 ページ: 1402-1403
  • DOI: 10.4161/psb.21924
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Rice transmembrane bZIP transcription factor, OsbZIP39, regulates the endoplasmic reticulum stress response (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi H, Kawakatsu T, Wakasa Y, Hayashi S, Takaiwa F
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiol 巻: 53 号: 1 ページ: 144-153
  • DOI: 10.1093/pcp/pcr157
  • NAID: 10030307567
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signal transduction by IRE1-mediated splicing of bZIP50 and other stress sensors in the endoplasmic reticulum stress response of rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi S, Wakasa Y, Takahashi H, Kawakatsu T, Takaiwa F
  • 雑誌名: Plant J 巻: 69 号: 6 ページ: 946-956
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04844.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of ER quality control-related genes in response to changes in BiP1 levels in developing rice endosperm. (2011)
  • 著者名/発表者名: Wakasa, Yasuda, Oono, Kawakatsu, Hirose, Takahashi, Hayashi, Yang, Takaiwa
  • 雑誌名: Plant J 巻: 65 ページ: 675-689
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increased lysine content in rice grains by over-accumulation of BiP in the endosperm. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawakatsu, Wang, Wakasa, Takaiwa
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 74 ページ: 2529-2531
  • NAID: 10027728524
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differences in transcriptional regulatory mechanisms functioning for free lysine content and seed storage protein accumulation in rice grain. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawakatsu, Takaiwa
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiol 巻: 51 ページ: 1964-1974
  • NAID: 130006995987
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reducing rice seed storage protein accumulation leads to changes in nutrient quality and storage organelle formation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawakatsu, Hirose, Yasuda, Takaiwa
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 50 ページ: 1532-1543
  • 査読あり
• [学会発表] ヒトIL-10のイネ種子での産生とアレルギー症状への経口投与による有効性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高岩文雄、楊麗軍、廣瀬咲子、高木英典、高橋英之、川勝泰二
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 京都府立大学
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] イネにおけるIRE1を介したOsbZIP50の活性化によって誘導される小胞体ストレス応答 (2012)
  • 著者名/発表者名: 若佐雄也, 林晋平, 高橋英之, 川勝泰二, 高岩文雄
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] RNA silencing inducible sequenceの作用機作の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川勝泰二, 若佐雄也, 保田浩, 高岩文雄
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] イネにおける小胞体ストレス応答の分子機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林晋平, 若佐雄也, 高橋英之, 川勝泰二, 高岩文雄
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] RNA silencing inducible sequence in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawakatsu T, Wakasa Y, Yasuda H, Takaiwa F
  • 学会等名: Plant & Animal Genome XX Conference
  • 発表場所: サンディエゴ
  • 年月日: 2012-01-17
• [学会発表] イネ種子中総リシン濃度が3倍になったBiP過剰蓄積体の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川勝泰二、ワンスーイー、若佐雄也、高岩文雄
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 横浜市立大
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] イネ種子における遊離リジン含量制御機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川勝泰二、高岩文雄
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] 膜貫通型転写因子OsbZIP39によるBiP遺伝子の転写活性化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋英之、若佐雄也、林晋平、川勝泰二、高岩文雄
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2011-03-21
• [学会発表] イネ種子における遊離リジン含量制御機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川勝泰二、高岩文雄
  • 学会等名: 日本育種学会
  • 発表場所: 秋田県立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [備考]
  • URL: http://www.jspp.org/17hiroba/photo_gallery/pcp/51/51-12/51-12.html