植物ホウ酸輸送体のホウ素に応答したｍＲＮＡ蓄積の制御機構の解析

• 研究課題/領域番号: 24780057
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田中 真幸 東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (80546292)
• 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: シロイヌナズナ / ホウ素 / RNAの安定性 / リボソーム / 輸送体 / 5'-非翻訳領域 / トランスポーター / 転写後制御 / ホウ酸輸送体 / NIP5;1 / upstream uORF / 5'非翻訳領域（5'UTR) / 5' 非翻訳領域 (5'UTR)

研究成果の概要

本研究ではシロイヌナズナのホウ素輸送体、NIP5;1 のホウ素依存的なmRNA分解の制御機構の解明を目的とした。
ホウ素に応答したNIP5;1mRNA分解に関わる分子の単離するため、変異株のスクリーニングを行った結果、有望な変異株５株取得した。また、ホウ素依存的mRNA分解の制御には、NIP5;1 ５'非翻訳領域に存在する最小上流ORF、AUGUAA、が必須であることを明らかにした。さらに、その制御には、ホウ素依存的にリボソームがAUGUAA配列上で停滞し、それが引き金となってmRNAの分解が引き起こされていることを明らかにした。この制御は真核生物で共通に保存されたシステムであると推察された。

研究成果

• [雑誌論文] Comparison of BOR1-like gene expression in two genotypes with different boron efficiencies in commercial crop plants in Thailand (2014)
  • 著者名/発表者名: Leaungthitikanchana, S., Tanaka, M., Lordkaew, S., Jamjod, S., Rerkasem, B. and Fujiwara, T.
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 60 号: 3 ページ: 333-340
  • DOI: 10.1080/00380768.2014.881707
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] OsNIP3;1, a rice boric acid channel, regulates boron distribution and is essential for growth under boron-deficient conditions. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka, H., Uraguchi, S., Takano, J., Tanaka, M. and Fujiwara, T.
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 78 号: 5 ページ: 890-902
  • DOI: 10.1111/tpj.12511
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Differential expression of three BOR1 genes corresponding to different genomes in response to boron conditions in hexaploid Wheat (Triticum aestivum L.). (2013)
  • 著者名/発表者名: Leaungthitikanchana, S, Fujibe, T, Tanaka, M, Wang, S, Sotta, N, Takano, J, Fujiwara, T.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 54 号: 7 ページ: 1056-63
  • DOI: 10.1093/pcp/pct059
  • NAID: 10031189948
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] シロイヌナズナにおける最少uORFを介したホウ素依存的なリボソーム停滞によるmRNA分解・翻訳効率の制御機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中真幸、反田直之、三輪京子、山下由衣、千葉由佳子、尾之内均、内藤哲、藤原徹
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] ホウ素によるリボソーム停止機構の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中真幸
  • 学会等名: 植物環境突破力・第5回若手の会
  • 発表場所: レイクフォレストリゾート(京都）
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] 最小uORFでのホウ素遺伝的なリボソーム停滞を介した遺伝的発現制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中真幸、反田直之、三輪京子、千葉由佳子、尾之内均、内藤哲、藤原徹
  • 学会等名: 第16回日本ＲＮＡ学会年会
  • 発表場所: ウインクあいち（名古屋市）
  • 年月日: 2014-07-23 – 2014-07-25
• [学会発表] ホウ素に応答してリボソームは最少uORF, AUGUAAで停止する (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中真幸、三輪京子、千葉由香子、尾之内均、内藤哲、藤原徹
  • 学会等名: 第55回植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] ホウ素輸送体NIP5;1の5'UTRを介したmRNA分解・翻訳の制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中 真幸、三輪京子、千葉由佳子、尾之内 均、内藤 哲、藤原 徹
  • 学会等名: 第3回植物RNA研究ネットワークシンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] ホウ素輸送体NIP5;1遺伝子のホウ素に応答したmRNA分解・翻訳のuORFを介した制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中真幸
  • 学会等名: 新学術領域研究「植物環境突破力」第4回若手の会
  • 発表場所: 蔵王
• [学会発表] 田中 真幸 (2013)
  • 著者名/発表者名: シロイヌナズナのホウ素輸送体NIP5;1遺伝子のホウ素に応答したmRNA分解・翻訳効率の制御機構
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山県岡山市 岡山大学 津島キャンパス
• [学会発表] Analysis of boron-dependent regulatory mechanism of NIP5;1, mRNA degradation in Arabidopsis thaliana roots (2013)
  • 著者名/発表者名: Mayuki Tanaka
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology (IWPMB2013)
  • 発表場所: 岡山県倉敷市 倉敷芸文館
• [学会発表] Mayuki Tanaka (2012)
  • 著者名/発表者名: Boron-dependent mRNA degradation of NIP5;1, boric acid channel, through 5’UTR in Arabidopsis thaliana roots
  • 学会等名: Frontiers in Plant RNA Research 2012
  • 発表場所: 北海道札幌市 北海道大学札幌キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 田中 真幸 (2012)
  • 著者名/発表者名: 植物のホウ素輸送体遺伝子のホウ素に応答したmRNA蓄積の制御機構の解析
  • 学会等名: 第7回トランスポーター研究会年会/JTRA2012
  • 発表場所: 京都府京都市 京都大学農学部 (京都大学吉田キャンパス北部構内）
• [学会発表] シロイヌナズナのホウ素輸送体ＮＩＰ5;1遺伝子のホウ素に応答したmRNA分解・翻訳効率の制御機構
  • 著者名/発表者名: 田中真幸、三輪京子、尾之内均、内藤哲、藤原徹
  • 学会等名: 第１３回東京大学生命科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学