植物のインドール酢酸生合成経路が有する新しい機能に関する研究

• 研究課題/領域番号: 22780108
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物生産化学・生物有機化学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 増口 潔 独立行政法人理化学研究所, 生長制御研究グループ, 研究員 (00569725)
• 研究協力者: 笠原 博幸 独立行政法人理化学研究所, 生長制御研究グループ, 上級研究員 ; 田中 慧太 東京農工大学, 大学院, 大学院生/理化学研究所研修生 ; YUNDE Zhao University of California, San Diego, Professor
• 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: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010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: 植物ホルモン / オーキシン / インドール-3-酢酸 / フェニル酢酸 / YUCCA / LC-ESI-MS/MS / シロイヌナズナ / フラビン含有モノオキシゲナーゼ / フラビンモノオキシゲナーゼ / インドール酢酸

研究概要

オーキシンは植物の生長や分化などに重要な植物ホルモンである。本研究では、これまで生理的機能が未知のままであった天然オーキシン、フェニル酢酸(PAA)がインドール-3-酢酸(IAA)生合成経路の律速酵素であるYUCCA フラビン含有モノオキシゲナーゼによってフェニルピルビン酸から生合成される事を明らかにした。さらにPAA はIAA 受容体TIR1/AFB ファミリーに結合することで下流へとシグナルを伝達するが、IAA の極性移動を司るトランスポーターに輸送されないことが明らかとなった。植物がIAA とPAA の2 種類のオーキシンを利用して、その生長や分化を制御している可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] The biochemical mechanism of auxin biosynthesis by an arabidopsis YUCCA flavin-containing monooxygenase. (2013)
  • 著者名/発表者名: Dai X, Mashiguchi K, Chen Q, Kasahara H, Kamiya Y, Ojha S, DuBois J, Ballou D, Zhao Y
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 288(3) ページ: 1448-1457
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Biochemical Mechanism of Auxin Biosynthesis by an Arabidopsis YUCCA Flavin-containing Monooxygenase (2013)
  • 著者名/発表者名: Dai X*, Mashiguchi K*, Chen Q, Kasahara H, Kamiya Y, Ojha S, DuBois J, Ballou D, Zhao Y.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 288 号: 3 ページ: 1448-1457
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.424077
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conversion of tryptophan to indole-3-acetic acid by TRYPTOPHAN AMINOTRANSFERASES OF ARABIDOPSIS and YUCCAs in Arabidopsis. (2011)
  • 著者名/発表者名: Won C, Shen X, Mashiguchi K, Zheng Z, Dai X, Cheng Y, Kasahara H, Kamiya Y, Chory J, Zhao Y
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 108(45) ページ: 18518-18523
  • 査読あり
• [雑誌論文] The main auxin biosynthesis pathway in Arabidopsis. (2011)
  • 著者名/発表者名: Mashiguchi K, Tanaka K, Sakai T, Sugawara S, Kawaide H, Natsume M, Hanada A, Yaeno T, Shirasu K, Yao H, McSteen P, Zhao Y, Hayashi K-i, Kamiya Y, Kasahara H
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 108(45) ページ: 18512-18517
  • 査読あり
• [雑誌論文] The main auxin biosynthesis pathway in Arabidopsis (2011)
  • 著者名/発表者名: Mashiguchi, K., Tanaka, K., Sakai, T., Sugawara, S., Kawaide, H., Natsume, M., Hanada, H., Yaeno, T., Shirasu, K., Yao, H., Mc Steen, P., Zhao, Y., Hayashi, K., Kamiya, Y., Kasahara, H.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 巻: 108 号: 45 ページ: 18512-18517
  • DOI: 10.1073/pnas.1108434108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conversion of tryptophan to indole-3-acetic acid by TRYPTOPHAN AMINOTRANSFERASES OF ARABIDOPSIS and YUCCAs in Arabidopsis (2011)
  • 著者名/発表者名: Christina Won, Xiangling Shen, Kiyoshi Mashiguchi, Zuyu Zheng, Xinhua Dai, Youfa Cheng, Hiroyuki Kasahara, Yuji Kamiya, Joanne Chory, Yunde Zhao
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 108(45) 号: 45 ページ: 18518-18523
  • DOI: 10.1073/pnas.1108436108
  • 査読あり
• [学会発表] オーキシン生合成酵素YUCCA の生化学的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 増口潔, Yunde Zhao, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] オーキシン生合成酵素YUCCAの生化学的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 増口潔, Zhao Yunde, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学、岡山
• [学会発表] TAAとYUCによるインドール-3-酢酸の生合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増口潔, 田中慧太, 酒井達也, 菅原聡子, 夏目雅裕, 川出洋, 花田篤志, 八丈野孝, 白須賢, Hong Yao, Paula Mcsteen, Yunde Zhao, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Biochemical characterization of YUCCA flavin monooxygenases in auxin biosynthesis in Arabidopsis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Mashiguchi K, Zhao Y, Kamiya Y, Kasahara H
  • 学会等名: Auxin 2012
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] Phenylacetic acid is a novel non-polar transport-type auxin in plants. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K, Mashiguchi K, Sugawara S, Hishiyama S, Sakai T, Hanada K, Kinoshita-Tsujimura K, Kakimoto T, Dai X, Kawaide H, Natsume M, Estelle M, Zhao Y, Hayashi K-i, Kamiya Y, Kasahara, H
  • 学会等名: Auxin 2012
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] TAA とYUC によるインドール-3-酢酸生合成経路の生化学的な解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増口潔, 田中慧太, 酒井達也, 菅原聡子,夏目雅裕, 川出洋, 花田篤志, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 第30回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] Auxin biosynthesis by TAA and YUCCA families in plants. (2012)
  • 著者名/発表者名: Mashiguchi K, Tanaka K, Tatsuya S, Sugawara S, Kawaide H, Natsume M, Hanada A, Yaeno T, Shirasu K, Yao H, McSteen P, Zhao Y, Hayashi K-i, Kamiya Y, Kasahara H
  • 学会等名: The 23rd International Conference on Arabidopsis Research (ICAR)
  • 発表場所: Vienna, Austria
• [学会発表] TAAとYUCによるインドール-3-酢酸の生合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増口潔, 田中慧太, 酒井達也, 菅原聡子,夏目雅裕, 川出洋, 花田篤志, 八丈野孝, 白須賢, Hong Yao, Paula Mcsteen, Yunde Zhao, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Phenylacetic acid is a novel non-polar transport-type auxin in plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K et al.
  • 学会等名: Auxin 2012
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] Biochemical characterization of YUCCA flavin monooxygenases in auxin biosynthesis in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Mashiguchi K et al.
  • 学会等名: Auxin 2012
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] Auxin biosynthesis by TAA and YUCCA families in plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Mashiguchi K et al.
  • 学会等名: The 23rd International Conference on Arabidopsis Research (ICAR)
  • 発表場所: Vienna, Austria
• [学会発表] Auxin biosynthesis by TAA and YUCCA families in plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Mashiguchi K et al.
  • 学会等名: Plant Vascular Development 2012
  • 発表場所: Vienna, Austria
• [学会発表] YUCによるインドール-3-酢酸生合成経路の生化学的な解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 増口潔, 田中慧太, 酒井達也, 菅原聡子, 夏目雅裕, 川出洋, 花田篤志, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 第30回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学、奈良
• [学会発表] インドール-3-ピルビン酸(IPA)を介した植物のオーキシン生合成経路の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 増口潔, 田中慧太, 酒井達也, 菅原聡子, 夏目雅裕, 川出洋, 花田篤志, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] 植物におけるフェニル酢酸の生合成および代謝経路の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菅原聡子, 増口潔, 田中慧太, 菱山正二郎, 花田篤志, 川出洋, 夏目雅裕, 酒井達也, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] フェニル酢酸のオーキシンシグナル伝達および輸送機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中慧太, 増口潔, 酒井達也, 夏目雅裕, 川出洋, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] シロイヌナズナのインドール-3-酢酸生合成経路の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 増口潔, 田中慧太, 酒井達也, 菅原聡子,夏目雅裕, 川出洋, 花田篤志, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 植物化学調節学会第46回大会
  • 発表場所: 宇都宮
• [学会発表] インドール-3-ピルビン酸(IPA) を介した植物のオーキシン生合成経路の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 増口潔, 田中慧太, 酒井達也, 菅原聡子,夏目雅裕, 川出洋, 花田篤志, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 植物におけるフェニル酢酸の生合成および代謝経路の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菅原聡子, 増口潔, 田中慧太, 菱山正二郎,花田篤志, 川出洋, 夏目雅裕, 酒井達也, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] フェニル酢酸のオーキシンシグナル伝達および輸送機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中慧太, 増口潔, 酒井達也, 夏目雅裕,川出洋, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 植物におけるフェニル酢酸生合成経路の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 増口潔, 菅原聡子, 田中慧太, 軸丸裕介,花田篤志, 夏目雅裕, 川出洋, 酒井達也, 神谷勇治, 林謙一郎, 笠原博幸
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 植物におけるフェニル酢酸の濃度調節機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中慧太, 増口潔, 菅原聡子, 軸丸裕介,夏目雅裕, 川出洋, 酒井達也, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] シロイヌナズナのインドール-3-酢酸生合成経路の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 増口潔, 田中慧太, 酒井達也, 菅原聡子, 夏目雅裕, 川出洋, 花田篤志, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 植物化学調節学会第46回大会
  • 発表場所: 宇都宮大学(宇都宮)
• [学会発表] 植物におけるフェニル酢酸生合成経路の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 増口潔, 菅原聡子, 田中慧太, 軸丸裕介, 花田篤志, 夏目雅裕, 川出洋, 酒井達也, 神谷勇治, 林謙一郎, 笠原博幸
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 東北大学、仙台市
• [学会発表] 植物におけるフェニル酢酸の濃度調節機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中慧太, 増口潔, 菅原聡子, 軸丸裕介, 夏目雅裕, 川出洋, 酒井達也, 林謙一郎, 神谷勇治, 笠原博幸
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 東北大学、仙台市
• [学会発表] Dissection of auxin biosynthesis via indole-3-acetaldehyde in plants. (2010)
  • 著者名/発表者名: Mashiguchi K, Hayashi K, Tanaka K, Sugawara S, Jikumaru Y, Hanada A, Natsume M, Kawaide H, Yunde Z, Kamiya Y, Kasahara H
  • 学会等名: 20th International Conference on Plant Growth Substances (IPGSA)
  • 発表場所: Tarragona, Spain
• [学会発表] Dissection of Auxin Biosynthesis via Indole-3-acetaldehyde in Plants (2010)
  • 著者名/発表者名: Mashiguchi Kiyoshi, Hayashi Ken-ichiro, Tanaka Keita, Sugawara Satoko, Jikumaru Yusuke, Hanada Atsushi, Natsume Masahiro, Kawaide Hiroshi, Yunde Zhao, Kamiya Yuji, Kasahara Hiroyuki
  • 学会等名: 20th International Conference on Plant Growth Substances (IPGSA 2010)
  • 発表場所: Tarragona, Spain
• [図書] 植物のオーキシン生合成主経路の解明 : TAA およびYUCCA ファミリーによるインドール-3-酢酸の生合成. 化学と生物 (2012)
  • 著者名/発表者名: 笠原博幸, 増口潔, 神谷勇治
• [備考]
  • URL: http://labs.psc.riken.jp/grrt/
• [備考] 理研PSC 生長制御研究グループ
  • URL: http://labs.psc.riken.jp/grrt/
• [備考]
  • URL: http://labs.psc.riken.jp/grrt/
• [備考]
  • URL: http://labs.psc.riken.jp/grrt/