オーキシンの極性輸送系に特異的なケミカルツールの開発

• 研究課題/領域番号: 23510285
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ケミカルバイオロジー
• 研究機関: 岡山理科大学
• 研究代表者: 林 謙一郎 岡山理科大学, 理学部, 教授 (30289136)
• 連携研究者: 野崎 浩 岡山理科大学, 理学部, 教授 (60159085) ; 小柴 共一 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (80117704)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 植物ホルモン / オーキシン / イメージング / 極性輸送

研究概要

植物ホルモンであるオーキシンは，植物体内で極性をもって輸送される．植物の胚形成や光・重力屈性などの重要な成長分化は，オーキシンの極性輸送により調節されるため，オーキシンの極性輸送に関する分子機構の解明は重要な研究課題である．オーキシンの極性輸送システムの研究を加速するためには，それらに特異的に作用するケミカルツールを用いたアプローチが有効である．本研究では，第一に細胞のオーキシン輸送のライブイメージング，第二に細胞レベルでのオーキシン濃度の人工制御を可能とする新しいケミカルツールの開発を目的に研究を遂行し，所定の機能を有する化学ツールの開発に成功した．

研究成果

• [雑誌論文] UGT74D1 catalyzes the glucosylation of 2-oxindole-3-acetic acid in the auxin metabolic pathway in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K, Hayashi K, Natsume M, Kamiya Y, Sakakibara H, Kawaide H, Kasahara H
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 55(1) ページ: 218-228
  • NAID: 40019969024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Yucasin is a potent inhibitor of YUCCA, a key enzyme in auxin biosynthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T, Hayashi K, Suzuki H, Gyohda A, Takaoka C, Sakaguchi Y, Matsumoto S, Kasahara H, Sakai T, Kato J, Kamiya Y, Koshiba T
  • 雑誌名: Plant J 巻: 77(3) ページ: 352-366
  • 査読あり
• [雑誌論文] YUCASIN is a potent inhibitor of YUCCA(s), a key enzyme in auxin biosynthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Nishimura, K. Hayashi, H. Suzuki, A. Gyohda, C. Takaoka, Y. Sakaguchi, S. Matsumoto, H. Kasahara, T. Sakai, J. Kato, Y. Kamiya, T. Koshiba
  • 雑誌名: Plant J 巻: 352-66 号: 3 ページ: 352-366
  • DOI: 10.1111/tpj.12399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increased levels of IAA are required for system 2 ethylene synthesis causing fruit softening in peach (Prunus persica L. Batsch) (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuki M, Nakajima N, Fujii H, Shimada T, Nakano M, Hayashi K, Hayama H, Yoshioka H, Nakamura Y
  • 雑誌名: J Exp Bot 巻: 64(4) ページ: 1049-1059
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increased levels of IAA are required for system 2 ethylene synthesis causing fruit softening in peach (Prunus persica (L). Batsch). (2013)
  • 著者名/発表者名: Miho Tatsuki, Naoko Nakajima, Hiroshi Fujii, Takehiko Shimada, Michiharu Nakano, Ken-ichiro Hayashi, Hiroko Hayama, Hirohito Yoshioka, Yuri Nakamura
  • 雑誌名: J. Exp. Bot. 巻: 64 号: 4 ページ: 1049-1059
  • DOI: 10.1093/jxb/ers381
  • 査読あり
• [雑誌論文] A chemical biology approach reveals an opposite action between thermospermine and auxin in xylem development in Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshimoto K, Noutoshi Y, Hayashi K, Shirasu K, Takahashi T, Motose H
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 53(4) ページ: 635-645
  • NAID: 10030653224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermospermine suppresses auxin-inducible xylem differentiation in Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshimoto K, Noutoshi Y, Hayashi K, Shirasu K, Takahashi T, Motose H
  • 雑誌名: Plant Signal Behav 巻: 7(8) ページ: 937-939
  • NAID: 120004920209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Auxin activates the plasma membrane H+-ATPase by phosphorylation during hypocotyl elongation in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Hayashi K, & Kinoshita T
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 159(2) ページ: 632-641
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of IAA transport inhibitors including compounds affecting cellular PIN trafficking by two chemical screening approaches using maize coleoptile systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T, Matano N, Morishima T, Kakinuma C, Hayashi K, Komano T, Kubo M, Hasebe M, Kasahara H, Kamiya Y, Koshiba T
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 53(10) ページ: 1671-1682
  • NAID: 10031122170
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rational design of an auxin antagonist of the SCF(TIR1) auxin receptor complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Neve J, Hirose M, Kuboki A, Shimada Y, Kepinski S, Nozaki H
  • 雑誌名: ACS Chem Biol 巻: 7(3) ページ: 590-598
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and synthesis of photolabile caged cytokinin (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Kusaka N, Ando K, Mitsui T, Aoyama T, Nozaki H
  • 雑誌名: Bioorg Med Chem Lett 巻: 22(17) ページ: 5663-5667
  • 査読あり
• [雑誌論文] The interaction and integration of auxin signaling components (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 53(6) ページ: 965-975
  • NAID: 10030805020
  • 査読あり
• [雑誌論文] オーキシンの受容と信号伝達の分子機構 =TIR1オーキシン受容体拮抗剤の分子設計= (2012)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎 , 野崎浩
  • 雑誌名: 化学と生物(日本農芸化学会誌) 巻: 50(12) ページ: 876-882
  • NAID: 10031127836
  • 査読あり
• [雑誌論文] オーキシンのケミカルプローブ (2012)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎
  • 雑誌名: 植物の成長調節 巻: 47(2) ページ: 74-84
  • 査読あり
• [雑誌論文] オーキシンの信号伝達・輸送に関するケミカルバイオロジー (2012)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎
  • 雑誌名: 植物の成長調節 巻: 47(1) ページ: 1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermospermine suppresses auxin-inducible xylem differentiation in Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimoto, Y. Noutoshi, K. Hayashi, K. Shirasu, T. Takahashi and H. Motose
  • 雑誌名: Plant Signal Behav. 巻: 7 号: 8 ページ: 937-939
  • DOI: 10.4161/psb.20784
  • NAID: 120004920209
  • 査読あり
• [雑誌論文] A chemical biology approach reveals an opposite action between thermospermine and auxin in xylem development in Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimoto, Y. Noutoshi, K. Hayashi, K. Shirasu, T. Takahashi and H. Motose
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 53 号: 4 ページ: 635-645
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs017
  • NAID: 10030653224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Auxin activates the plasma membrane H+-ATPase by phosphorylation during hypocotyl elongation in Arabidopsis thaliana. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Hayashi K, Kinoshita T.
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 159 号: 2 ページ: 632-641
  • DOI: 10.1104/pp.112.196428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and synthesis of photolabile caged cytokinin (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, K., et. al.
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 巻: 22 号: 17 ページ: 5663-5667
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2012.06.090
  • 査読あり
• [雑誌論文] The interaction and integration of auxin signaling components. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 53 号: 6 ページ: 965-975
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs035
  • NAID: 10030805020
  • 査読あり
• [雑誌論文] オーキシンの受容と信号伝達の分子機構 =TIR1オーキシン受容体拮抗剤の分子設計= (2012)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎, 野崎浩
  • 雑誌名: 化学と生物（日本農芸化学会誌） 巻: 50 ページ: 876-882
  • NAID: 10031127836
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rational design of an auxin antagonist of the SCF TIR1 auxin receptor complex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Neve J, Hirose M, Kuboki A, Shimada Y, Kepinski S, Nozaki H
  • 雑誌名: ACS Chemcal Biology 巻: 7 ページ: 590-598
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcription of DWARF4 plays a crucial role in auxin-regulated root elongation in addition to brassinosteroid homeostasis in Arabidopsis thaliana (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshimitsu Y, Tanaka K, Fukuda W, Asami T, Yoshida S, Hayashi K, Kamiya Y, Jikumaru Y, Shigeta T, Nakamura Y, Matsuo T, Okamoto S
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6(8)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alkoxy-auxins are selective inhibitors of auxin transport mediated by PIN, ABCB, and AUX1 transporters (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuda E, Yang H, Nishimura T, Uehara Y, Sakai T, Furutani M, Koshiba T, Hirose M, Nozaki H, Murphy AS, Hayashi K
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286(3) ページ: 2354-2364
  • 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, Kamiya Y, Kasahara H
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 108(45) ページ: 18512-18517
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcription of DWARF4 Plays a Crucial Role in Auxin-Regulated Root Elongation in Addition to Brassinosteroid Homeostasis in Arabidopsis thaliana. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshimitsu Y, Tanaka K, Fukuda W, Asami T, Yoshida S, Hayashi K, Kamiya Y, Jikumaru Y, Shigeta T, Nakamura Y, Matsuo T, Okamoto S
  • 雑誌名: PLoS. One 巻: 6
  • 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, Kamiya Y, Kasahara H
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 108 ページ: 18512-18517
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alkoxy-auxins are selective inhibitors of auxin transport mediated by PIN, ABCB, and AUX1 transporters. (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuda E, Yang H, Nishimura T, Uehara Y, Sakai T, Furutani M, Koshiba T, Hirose M, Nozaki H, Murphy AS, Hayashi K
  • 雑誌名: Journal of Biolgical Chemistry 巻: 21 ページ: 2354-2364
  • 査読あり
• [学会発表] 低濃度レベルのオーキシンによって発現制御される新しいオーキシン応答生遺伝子群の発見 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石田遥介，筧雄介，林謙一郎，浅見忠男，嶋田幸久
  • 学会等名: 第55回植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] 植物ホルモン・オーキシンの温故知新 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎
  • 学会等名: 第17回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-12-20
  • 招待講演
• [学会発表] シロイヌナズナの根の光屈性におけるオーキシンの機能と作用機序の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村太郎・芳賀健・林謙一郎・Yunde Zhao・竹林裕美子・笠原博幸・酒井達也
  • 学会等名: 第48回植物化学調節学会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2013-10-31
• [学会発表] Chemical Biology for Auxin signaling and Transport (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K
  • 学会等名: International Conference of the Korean Society for Molecular and Cellular Biology (KSMCB)
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 2013-10-09
• [学会発表] 蛍光オーキシンによるオーキシン分布の可視化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村昌一・福永紫穂・古谷将彦・野崎浩・青山卓史・林謙一郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部大会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2013-09-05
• [学会発表] Auxin activates the plasma membrane H+-ATPase through phosphorylation of the penultimate threonine without the involvement of TIR1/AFBs auxin receptors (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Hayashi K, Kinoshita T
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology XVI
  • 発表場所: Kurashiki, Japan
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] ケミカルツールによるオーキシン分布の可視化に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村昌一・福永紫穂・古谷将彦・野崎浩・青山卓史・林謙一郎
  • 学会等名: 第54回植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Chemical Biology for Auxin Signaling and Transport (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi
  • 学会等名: International Conference of the Korean Society for Molecular and Cellular Biology, Symposium 17
  • 発表場所: ソウル
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光オーキシンによるオーキシン分布の可視化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村昌一，福永紫，古谷将彦，野崎浩，青山卓史，林謙一郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会 中四国支部大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] Auxin activates the plasma membrane H+-ATPase through phosphorylation of the penultimate threonine without the involvement of TIR1/AFBs auxin receptors. (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, K. Hayashi, T. Kinoshita
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology XVI, 2013
  • 発表場所: Kurashiki, Japan
• [学会発表] Visualization of cellular auxin distribution by chemical biology approach (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K
  • 学会等名: Auxin 2012
  • 発表場所: Hawaii, USA (Oral)
  • 年月日: 2012-12-09
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光オーキシンアナログを用いたオーキシン分布の可視化に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村昌一・福永紫穂・青山卓史・古谷将彦・西村岳志・小柴共一・野崎浩・林謙一郎
  • 学会等名: 第47回植物化学調節学会
  • 発表場所: 鶴岡
  • 年月日: 2012-10-27
• [学会発表] オーキシンの輸送・分布を可視化・制御するケミカルツール シンポジウム:植物生命がつむぎだす化学物質:その応用展開の可能性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会第53回年会
  • 発表場所: 京都(シンポジウム依頼講演)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 植物ホルモン・オーキシンの光による投与制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎,山崎壮真,野崎浩
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第32回講演会
  • 発表場所: 鳥取
  • 年月日: 2012-01-21
• [学会発表] Visualization of cellular auxin distribution by chemical biology approach. (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi
  • 学会等名: Auxin 2012
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Characterization of a Dof-type transcription factor, which plays a negative role in auxin signaling in A root elongation (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ishida, A. Nakamura, M. Suzuki, Y. Kakei, Y. Kondou, M. Matsui, K. Toyooka, K. Hayashi, T. Asami, Y. Shimada
  • 学会等名: Auxin 2012
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] オーキシン及びブラシノステロイドのシグナル制御剤の探索 (2012)
  • 著者名/発表者名: Naiyanate Jaroensanti・中嶋正敏・尹禎敏・大谷征史・Park Seung-Hyun・林謙一郎・浅見忠男
  • 学会等名: 第47回植物化学調節学会
  • 発表場所: 鶴岡・山形
• [学会発表] YUCCA を標的とするIAA 合成阻害剤の構造活性相関 (2012)
  • 著者名/発表者名: 告船真一・西村岳志・笠原博幸・酒井達也・神谷勇治・野崎浩・小柴共一・林謙一郎
  • 学会等名: 第47回植物化学調節学会
  • 発表場所: 鶴岡・山形
• [学会発表] 蛍光オーキシンアナログを用いたオーキシン分布の可視化に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村昌一・福永紫穂・青山卓史・古谷将彦・西村岳志・小柴共一・野崎浩・林謙一郎
  • 学会等名: 第47回植物化学調節学会
  • 発表場所: 鶴岡・山形
• [学会発表] 植物の非極性輸送型オーキシンとその作用機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菅原聡子・増口潔・田中慧太・菱山正二郎・酒井達也・花田耕介・木下 (辻村) 香織・柿本辰男・川出洋・夏目雅裕・Yunde Zhao・林謙一郎・神谷勇治・笠原博幸
  • 学会等名: 第47回植物化学調節学会
  • 発表場所: 鶴岡・山形
• [学会発表] オーキシンの輸送・分布を可視化・制御するケミカルツール (2012)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会第53回年会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都）
• [学会発表] 植物ホルモン・オーキシンの光による投与制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎，山崎壮真，野崎浩
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部 第32回講演会
  • 発表場所: 鳥取大学（鳥取）
• [学会発表] 細胞内オーキシン分布の可視化に関する研究-IAAのリアルタイムイメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 福永紫穂,青山卓史,野崎浩,林謙一郎
  • 学会等名: 第46回植物化学調節学会
  • 発表場所: 宇都宮
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] オーキシンの信号伝達・輸送に関するケミカルバイオロジー (2011)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎
  • 学会等名: 第46回植物化学調節学会
  • 発表場所: 宇都宮(受賞講演)
  • 年月日: 2011-11-01
  • 招待講演
• [学会発表] オーキシンの信号伝達・輸送に関するケミカルバイオロジー (2011)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎
  • 学会等名: 第46回植物化学調節学会
  • 発表場所: 宇都宮大学 （栃木）
• [学会発表] 植物の生理学研究に有用なバイオプローブ分子の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎
  • 学会等名: 関西創農薬研究会(招待講演)
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都 （京都）
• [学会発表] 細胞内オーキシン分布の可視化に関する研究－IAAのリアルタイムイメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 福永紫穂，青山卓史，野崎浩，林謙一郎
  • 学会等名: 第46回植物化学調節学会
  • 発表場所: 宇都宮大学 （栃木）
• [学会発表] ABP1特異的リガンドの合成と生物活性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎壮真，Stefan Kepinski，Catherine Perrot-Rechenmann，野崎浩，林謙一郎
  • 学会等名: 第46回植物化学調節学会
  • 発表場所: 宇都宮大学 （栃木）
• [図書] オーキシンの生合成と信号伝達経路"植調剤の標的として" (2013)
  • 著者名/発表者名: 林謙一郎
  • 出版者: 植調(公益財団法人・日本植物調節剤研究協会機関紙)47(6)
• [図書] Metabolism, Signaling, and Polar Transport, "Plant Chemical Biology," (ISBN:978-0-470-94669-5), D. Audenaert and P. Overvoorde, eds (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, & Overvoorde P(分担執筆)
  • 出版者: Wiley-Blackwell, UK
• [図書] Plant Chemical Biology, (ISBN: 978-0-470-94669-5), D. Audenaert and P. Overvoorde, eds (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi and P. Overvoorde
  • 総ページ数: 312
  • 出版者: Wiley-Blackwell