リボソームによる植物発生制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24570060
• 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: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 立教大学
• 研究代表者: 堀口 吾朗 立教大学, 理学部, 准教授 (70342847)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: リボソーム / AS2 / RPL4D / NAC転写因子 / RING finger protein / プロテオスタシス / シロイヌナズナ / 背腹性 / as2 / 転写因子 / 葉 / 葉の向背軸 / NAC型転写因子 / 翻訳制御

研究成果の概要

扁平な葉が形成されるには、葉の向背軸が正しく確立される必要がある。この向背軸制御が乱れ、著しく葉が裏側化したas2 rpl4dのサプレッサー変異株の単離、表現型解析および原因遺伝子の同定を中心とした実験により以下のことを明らかにした。まず、as2 rpl4dの葉の裏側化は、NAC型転写因子遺伝子のSUZAKU1 (SZK1)のmRNAレベルの上昇を必要とする。このSZK1の発現量の増加は、RPL4D mRNAの減少によって誘導されるが、それに加え、構造異常を持ったRPL4Dの存在が必要である。また、RING fingerタンパク質のSZK2とRPL12BもSZK1の誘導に必要である。

研究成果

• [雑誌論文] Nitrogen dioxide regulates organ growth by controlling cell proliferation and enlargement in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, M., Furuhashi, T., Ishikawa, N., Horiguchi, G., Sakamoto, A., Tsukaya, H., Moikawa, H.
  • 雑誌名: New Phytol. 巻: 201 号: 4 ページ: 1304-1315
  • DOI: 10.1111/nph.12609
  • 査読あり
• [雑誌論文] Class III compensation, represented by KRP2 overexpression, depends on V-ATPase activity in proliferative cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ferjani A, Ishikawa K, Asaoka M, Ishida M, Horiguchi G, and Tsukaya H.
  • 雑誌名: Plant Sig. Behav 巻: - 号: 11 ページ: e27204-e27204
  • DOI: 10.4161/psb.27204
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Promotion of chloroplast proliferation upon enhanced post-mitotic cell expansion in leaves. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawade K, Horiguchi G, Ishikawa N, Hirai Yokota M, and Tsukaya H
  • 雑誌名: BMC Plant Biol. 巻: 13 号: 1 ページ: 143-143
  • DOI: 10.1186/1471-2229-13-143
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhanced cell expansion in KRP2 overexpressor is mediated through increased V-ATPase activity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ferjani, A., Ishikawa, K., Asaoka, M., Ishida, M., Horiguchi, G., Maeshima, M. and Tsukaya, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 54 号: 12 ページ: 1989-1998
  • DOI: 10.1093/pcp/pct138
  • 査読あり
• [雑誌論文] The ATM-dependent DNA damage response acts as an upstream trigger for compensation in the fas1 mutation during Arabidopsis leaf development (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisagana T, Ferjani A, Horiguchi G, Ishikawa N, Fujikura U, Kubo M, Demura T, Fukuda H, Ishida T, Sugimoto K, Tsukaya H
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 162(2) 号: 2 ページ: 831-841
  • DOI: 10.1104/pp.113.216796
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ANGUSTIFOLIA3 signaling coordinates proliferation between clonally distinct cells in leaves. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawade K, Horiguchi G, Usami T, Yokota M, and Tsukaya H.
  • 雑誌名: Curr. Biol. 巻: 23 号: 9 ページ: 788-792
  • DOI: 10.1016/j.cub.2013.03.044
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] How do 'housekeeping genes' control organogenesis? -unexpected new findings on the role of housekeeping genes in cell and organ differentiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Tsukaya
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 126 号: 1 ページ: 3-15
  • DOI: 10.1007/s10265-012-0518-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ribosomes and translation in plant developmental control (2012)
  • 著者名/発表者名: Horiguchi, G., Van Lijsebettens, M., Candela, H., Micol, J.L., Tsukaya, H.
  • 雑誌名: Plant Sci. 巻: 191-192 ページ: 24-34
  • DOI: 10.1016/j.plantsci.2012.04.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stable establishment of cotyledon identity during embryogenesis in Arabidopsis by ANGUSTIFOLIA3 and HANABA TARANU (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanei, M., Horiguchi, G., Tsukaya, H.
  • 雑誌名: Development 巻: 139 号: 13 ページ: 2436-2446
  • DOI: 10.1242/dev.081547
  • 査読あり
• [雑誌論文] Berberine enhances defects in the establishment of leaf polarity in asymmetric leaves2 and asymmetric leaves1 of Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa A, Takahashi H, Kojima S, Sato N, Ohga K, Cha BY, Woo J-T, Nagai K, Horiguchi G, Tsukaya H, Machida Y and Machida C
  • 雑誌名: Plant Mol Biol 巻: 79 号: 6 ページ: 569-581
  • DOI: 10.1007/s11103-012-9929-7
  • 査読あり
• [学会発表] as2 rpl4d背景での葉の裏側化を抑制する変異体の遺伝学および発生学的解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高原正裕、塚谷裕一、堀口吾朗
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 根のプラスチドリボソームの損傷は側根の発生異常を引き起こす (2015)
  • 著者名/発表者名: 中田 未友希、塚谷 裕一、堀口 吾朗
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 原核型リボソーム阻害剤がシロイヌナズナの根の発生に与える影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中田未友希、塚谷裕一、堀口吾朗
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 明治大学 (神奈川県川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] リボソームタンパク質変異体で過剰発現するSZK1の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 井上幹人、中田未友希、塚谷裕一、堀口吾朗
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 明治大学 (神奈川県川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] リボソームタンパク質RPL4の質と量が葉の背腹性に及ぼす効果の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増田英典、塚谷裕一、堀口吾朗
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 明治大学 (神奈川県川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] SUZAKU1, a NAC-domain transcription factor gene promote leaf abaxialization in response to as2-enhancer mutations (2014)
  • 著者名/発表者名: Horiguchi, G., Inoue, M., Masuda H., Nakata, M., Tsukaya, H.
  • 学会等名: 25th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Vancouver (Canada)
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] ボソームタンパク質RPL4DのGFP標識とその機能性についての解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀口吾朗、中田未友希、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学、富山県、富山市
• [学会発表] 根の発生におけるプラスチドタンパク質RFC3の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中田未友希、塚谷裕一、堀口吾朗
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学、富山県、富山市
• [学会発表] an3依存的補償作用に関与する外的因子の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江崎 和音、川出 健介、堀口吾朗、塚谷 裕一
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学、富山県、富山市
• [学会発表] シロイヌナズナのWD40リピートタンパク質をコードするOLIGOCELLULA1は異形葉性を通じて葉のサイズ制御に関わる (2013)
  • 著者名/発表者名: 篠塚 奈々絵、平方 智大、藤倉 潮、出村 拓、塚谷 裕一、堀口 吾朗
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 北海道大学、北海道、札幌市
• [学会発表] NAC型転写因子をコードするSZK1遺伝子の高発現が葉の背腹性に及ぼす効果の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堀口吾朗、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 北海道大学、北海道、札幌市
• [学会発表] シロイヌナズナの器官サイズ異常変異株little princeはミトコンドリアnad6 mRNAのエディティング異常を示す (2013)
  • 著者名/発表者名: 石橋幸大、濱田ゆかり、中村崇裕、塚谷裕一、堀口吾朗
  • 学会等名: 日本植物形態学会
  • 発表場所: 北海道大学、北海道、札幌市
• [学会発表] Mutations in a NAC-domain transcription factor gene, SUZAKU1, suppress leaf abaxialization caused by the defects of ribosomal proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: Gorou Horiguchi, Hiroki Shimada, Tatsuya Watanabe, Hirokazu Tsukaya3
  • 学会等名: FASEB Conference: Mechanisms in Plant Development
  • 発表場所: Vermont academy, Saxtons River, Vermont, USA
• [学会発表] NAC転写因子の機能欠損によるas2 rpl4d が示す葉の背軸化の抑制 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堀口吾朗、島田浩貴、渡辺達矢、大林 祝、杉山宗隆、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] リボソーム機能の不全はNAC転写因子ANAC082を介して発生過程に影響する (2013)
  • 著者名/発表者名: 大林 祝、松村葉子、堀口吾朗、塚谷裕一、町田泰則、杉山宗隆
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] rpl4d as2 の葉が背軸化 する表現型を抑圧する szk1-D 変異株の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田浩貴、渡辺達矢、大林 祝、杉山宗隆、塚谷裕一 、堀口 吾朗
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
• [学会発表] rpl4dが示す花序形態異常の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 尾内紀之、塚谷裕一、堀口吾朗
  • 学会等名: 日本植物形態学会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
• [備考] 立教大学理学部生命理学科堀口研ホームページ
  • URL: http://www2.rikkyo.ac.jp/web/horiguchi/plant1/home.html
• [備考] 立教大学理学部堀口研究室ホームページ
  • URL: http://www2.rikkyo.ac.jp/web/horiguchi/plant/home.html
• [備考] 堀口研究室ホームページ
  • URL: http://www2.rikkyo.ac.jp/web/horiguchi/plant11/home.html