フィトクロムによる選択的スプライシング制御の分子機構と生理学的意義の解明

• 研究課題/領域番号: 25291064
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松下 智直 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (20464399)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2013年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
• キーワード: フィトクロム / 光受容体 / 植物 / シグナル伝達 / 光応答 / 選択的スプライシング / 光シグナル伝達 / 光生理学 / シロイヌナズナ / 遺伝子発現制御 / 光信号伝達 / 光形態形成

研究成果の概要

植物の主要な光受容体フィトクロムは、PIFと呼ばれる転写因子群を介した転写制御により光シグナルを伝達すると考えられている。しかしながら我々は本研究の結果、フィトクロムが転写制御に加え、それとほぼ同じ規模で、シロイヌナズナゲノムの6.9%にも及ぶ遺伝子に対して選択的スプライシング制御を行うことを明らかにした。さらに、光シグナル伝達のネガティブレギュレーターであるSPA3について、その選択的スプライシングパターンがフィトクロムシグナル依存的に変化し、そのことが生理学的に光形態形成の促進に寄与することを実証した。

研究成果

• [国際共同研究] Academia Sinica(Taiwan)
• [国際共同研究] KAIST(韓国)
• [国際共同研究] Lausanne University(Switzerland)
• [雑誌論文] UV-B-Induced CPD photolyase gene expression is regulated by UVR8-dependent and -independent pathways in Arabidopsis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Li N, Teranishi M, Yamaguchi Ｈ, Matsushita T, Watahiki MK, Tsuge T, Li SS, Hidema J
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 56 号: 10 ページ: 2014-2023
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv121
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Axillary meristem formation in rice requires the WUSCHEL ortholog TILLERS ABSENT1. (2015)
  • 著者名/発表者名: Wakana Tanaka, Yoshihiro Ohmori, Tomokazu Ushijima, Hiroaki Matsusaka, Tomonao Matsushita, Toshihiro Kumamaru, Shigeyuki Kawano, and Hiro-Yuki Hirano
  • 雑誌名: The Plant Cell 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 1173-1184
  • DOI: 10.1105/tpc.15.00074
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phytochrome controls alternative splicing to mediate light responses in Arabidopsis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shikata, H., Hanada, K., Ushijima, T., Nakashima, M., Suzuki, Y. and Matsushita, T.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 111 号: 52 ページ: 18781-18786
  • DOI: 10.1073/pnas.1407147112
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] TWIN SISTER OF FT, GIGANTEA, and CONSTANS have a positive but indirect effect on blue light-induced stomatal opening in Arabidopsis thaliana (2013)
  • 著者名/発表者名: Ando E, Ohnishi M, Wang Y, Matsushita T, Watanabe A, Hayashi Y, Fujii M, Ma JF, Inoue S, and Kinoshita T
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 162 ページ: 1529-1538
  • 査読あり
• [雑誌論文] New approach for fish breeding by chemical mutagenesis: establishment of TILLING method in fugu (Takifugu rubripes) with ENU mutagenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuroyanagi M, Katayama T, Imai T, Yamamoto Y, Chisada S, Yoshiura Y, Ushijima T, Matsushita T, Fujita M, Nozawa A, Suzuki Y, Kikuchi K, Okamoto H
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 14 ページ: 786-786
  • 査読あり
• [学会発表] Molecular mechanism of phytochrome signal transduction in higher plants (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomonao Matsushita
  • 学会等名: 7th Asia and Oceania Conference on Photobiology
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-11-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Light-dependent dual regulation of gene expression by phytochrome (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomonao Matsushita
  • 学会等名: 2015 International Symposium on Plant Sciences & the Annual Conference of the Korean Society of Plant Biologists
  • 発表場所: Daejeon, Korea
  • 年月日: 2015-11-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 植物の「目」の基礎研究から偶然発見した植物の生産性を高めるバイオテクノロジー (2015)
  • 著者名/発表者名: 松下智直
  • 学会等名: 日本生物工学会市民フォーラム
  • 発表場所: 飯塚
  • 年月日: 2015-10-31
  • 招待講演
• [学会発表] 植物の光情報受容体フィトクロムの細胞内シグナル伝達機構の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松下智直
  • 学会等名: 日本シダ学会・関連集会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] 植物の光受容体フィトクロムによる遺伝子発現の多段階制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松下智直
  • 学会等名: 第7回トランスポーター研究会九州部会シンポジウム
  • 発表場所: 産業医科大学ラマツィーニホール
  • 年月日: 2014-11-22
  • 招待講演
• [学会発表] Light-dependent regulation of gene expression by phytochrome (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomonao Matsushita
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大学 生田キャンパス
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] Phytochrome regulates alternative splicing in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomonao Matsushita
  • 学会等名: International Symposium on Plant Photobiology
  • 発表場所: Edinburgh, UK
  • 招待講演
• [学会発表] Phytochrome regulates alternative splicing in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomonao Matsushita
  • 学会等名: The 6th Asia & Oceania Conference on Photobiology
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 招待講演
• [学会発表] Phytochrome regulates alternative splicing in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomonao Matsushita
  • 学会等名: Plant Photobiology Colloquium 2013
  • 発表場所: Daejeon, Korea
  • 招待講演
• [図書] 高校生物解説書 植物編 3.1.2「光応答」の章を執筆担当 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松下智直
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 講談社