植物の形態形成を司る転写制御ネットワークの解明

• 研究課題/領域番号: 26291064
• 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: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 杉本 慶子 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (30455349)
• 連携研究者: Breuer Christian 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (90525859) ; 原島 洋文 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (00700113)
• 研究協力者: Rymen Bart 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (80737255)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2016年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2015年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
• キーワード: 植物ホルモン・成長生理・全能性 / 細胞分化 / 細胞周期 / 遺伝子発現調節 / 発生遺伝

研究成果の概要

多細胞生物の器官が継続的に成長し形態形成を進めるためには、細胞の増殖と分化、成熟のバランスが協調的に制御される必要がある。細胞増殖期から分化、成熟期への移行には転写制御因子による大規模な遺伝子発現変動が関与する可能性が示唆されているがその制御機構の解明は遅れている。我々はシロイヌナズナの新規変異体スクリーニングからこれらの移行過程を制御する転写因子候補を多数同定しており、本研究では植物の細胞増殖と分化、成熟のバランスを調節する新規転写制御ネットワークを解明することを目的とした。特にDOF転写因子をコードするOBP4の下流標的遺伝子を同定しOBP4が根毛の細胞伸長を負に制御するしくみを解明した。

研究成果

• [雑誌論文] ABA Suppresses Root Hair Growth via the OBP4 Transcriptional Regulator. (2017)
  • 著者名/発表者名: Rymen, B., Kawamura, A., Schafer, S., Breuer, C., Iwase, A., Shibata, M., Ikeda, M., Mitsuda, N., Koncz, C., Ohme-Takagi, M., Matsui, M., and Sugimoto, K.
  • 雑誌名: Plant physiology 巻: 173 号: 3 ページ: 1750-1762
  • DOI: 10.1104/pp.16.01945
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Shoot removal induces chloroplast development in roots via cytokinin signaling (2017)
  • 著者名/発表者名: Koichi Kobayashi, Ai Ohnishi, Daichi Sasaki, Sho Fujii, Akira Iwase, Keiko Sugimoto, Tatsuru Masuda and Hajime Wada
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 173 号: 4 ページ: 2340-2355
  • DOI: 10.1104/pp.16.01368
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular networks orchestrating plant cell growth. (2017)
  • 著者名/発表者名: Franciosini, A., Rymen, B., Shibata, M., Favero, D.S., and Sugimoto, K.
  • 雑誌名: Current opinion in plant biology 巻: 35 ページ: 98-104
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2016.11.010
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The plant-specific CDKB1-CYCB1 complex mediates homologous recombination repair in Arabidopsis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Weimer, A.K., Biedermann, S., Harashima, H., Roodbarkelari, F., Takahashi, N., Foreman, J., Guan, Y., Pochon, G., Heese, M., Van Damme, D., Sugimoto, K., Koncz, C., Doerner, P., Umeda, M., Schnittger, A.
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 35 号: 19 ページ: 2068-2086
  • DOI: 10.15252/embj.201593083
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] SUPPRESSOR OF PHYTOCHROME B4-#3 represses genes associated with auxin signaling to modulate hypocotyl growth. (2016)
  • 著者名/発表者名: Favero DS, Jacques CN, Iwase A, Le KN, Zhao J, Sugimoto K, Neff MM.
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 171(4) 号: 4 ページ: 2701-2716
  • DOI: 10.1104/pp.16.00405
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Integration of developmental and environmental signals into cell proliferation and differentiation through RETINOBLASTOMA-RELATED 1 (2016)
  • 著者名/発表者名: Harashima H and Sugimoto K.
  • 雑誌名: Curr Opin in Plant Biol 巻: 15 ページ: 683-690
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2015.12.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional conservation in the SIAMESE-RELATED family of Cyclin-dependent kinase inhibitors in land plants (2015)
  • 著者名/発表者名: Kumar N, Harashima H, Kalve S, Bramsiepe J, Wang K, Sizani BL, Bertrand LL, Johnson MC, Faulk C, Dale R, Simmons LA, Churchman ML, Sugimoto K, Kato N, Dasanayake M, Beemster G, Schnittger A, Larkin JC
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 27 号: 11 ページ: 3065-3080
  • DOI: 10.1105/tpc.15.00489
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Transcriptional repression by MYB3R proteins regulates plant organ growth. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Suzuki T, Iwata E, Nakamichi N, Suzuki T, Chen P, Ohtani M, Ishida T, Hosoya H, Müller S, Leviczky T, Pettkó-Szandtner A, Darula Z, Iwamoto A, Nomoto M, Tada Y, Higashiyama T, Demura T, Doonan JH, Hauser MT, Sugimoto K, Umeda M, Magyar Z, Bögre L, Ito M
  • 雑誌名: EMBO Journal 巻: 34 号: 15 ページ: 1992-2007
  • DOI: 10.15252/embj.201490899
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Stimulation of cell elongation by tetraploidy in hypocotyls of dark-grown Arabidopsis seedlings. (2015)
  • 著者名/発表者名: Narukawa, H., Yokoyama, R., Komaki, S., Sugimoto, K., Nishitani, K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 8 ページ: e0134547-e0134547
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0134547
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential regulation of B2-type CDK accumulation in Arabidopsis roots (2014)
  • 著者名/発表者名: Okushima, Y., Shimizu, K., Ishida, T., Sugimoto, K. and Umeda, M.
  • 雑誌名: Plant Cell Rep. 巻: 33 号: 7 ページ: 1033-1040
  • DOI: 10.1007/s00299-014-1581-z
  • NAID: 120006537389
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Endocycling in the path of plant development. (2014)
  • 著者名/発表者名: Breuer C, Braidwood L, Sugimoto K
  • 雑誌名: Current Opinion in Plant Biology 巻: 17 ページ: 78-85
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2013.11.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] My body is a cage: Mechanisms and modulation of plant cell growth (2014)
  • 著者名/発表者名: Braidwood L, Breuer C, Sugimoto K.
  • 雑誌名: New Phytologist, 巻: 201(2) 号: 2 ページ: 388-402
  • DOI: 10.1111/nph.12473
  • 査読あり
• [学会発表] Two transcription factors govern root hair growth in Arabidopsis (2017)
  • 著者名/発表者名: Shibata M, Breuer C,Kawamura A, Rymen B, Watt L, Clark N, Braidwood L, Sozzani R, Benfey P, Sugimoto K
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学、鹿児島県
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] A trihelix transcription factor GTL1 regulates root hair development in Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: Shibata M, Breuer C,Kawamura A, Rymen B, Watt L, Clark N, Braidwood L, Sozzani R, Benfey P, Sugimoto K
  • 学会等名: Latest Advances in Plant Development & Environmental Response, CSH Conferences Asia
  • 発表場所: 淡路夢舞台、兵庫県淡路市
  • 年月日: 2016-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] シロイヌナズナRETINOBLASTOMA-RELATED PROTEIN 1に着目したG1-S期制御機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 原島 洋文
  • 学会等名: 第 57 回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学、岩手
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Transcriptional control of root hair growth under adverse conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: Bart Rymen
  • 学会等名: The 1st meeting of Young Scientists for Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity
  • 発表場所: ホテルウェルシーズン浜名湖、静岡
  • 年月日: 2015-11-18
• [学会発表] Retinoblastoma resets the cell cycle after S phase through a system of interconnected feedback loops (2015)
  • 著者名/発表者名: 原島 洋文
  • 学会等名: The 1st meeting of Young Scientists for Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity
  • 発表場所: ホテルウェルシーズン浜名湖、静岡
  • 年月日: 2015-11-18
• [学会発表] Cessation of root-hair elongation by phosphate signaling (2015)
  • 著者名/発表者名: 柴田 美智太郎
  • 学会等名: 第1回 環境記憶若手の会
  • 発表場所: ホテルウェルシーズン浜名湖、静岡
  • 年月日: 2015-11-18
• [学会発表] Transcriptional control of root hair growth under adverse conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: Bart Rymen
  • 学会等名: International ERATO Higashiyama Live-Holonics Symposium
  • 発表場所: 名古屋大学、愛知
  • 年月日: 2015-08-27
  • 国際学会
• [学会発表] Transcriptional control of root hair length in Arabidopsis (2015)
  • 著者名/発表者名: 柴田 美智太郎
  • 学会等名: International ERATO Higashiyama Live-Holonics Symposium 2015
  • 発表場所: 名古屋大学、愛知
  • 年月日: 2015-08-27
  • 国際学会
• [学会発表] Transcriptional control of root hair growth under adverse conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: Bart Rymen
  • 学会等名: International Conference of Arabidopsis Research 2015
  • 発表場所: Palais des congres, France
  • 年月日: 2015-07-05
  • 国際学会
• [学会発表] Retinoblastoma resets the cell cycle after S phase through a system of interconnected feedback loops (2015)
  • 著者名/発表者名: 原島 洋文
  • 学会等名: International Conference of Arabidopsis Research 2015
  • 発表場所: Palais des congres, France
  • 年月日: 2015-07-05
  • 国際学会
• [学会発表] RBR1に着目したG1-S期制御機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 原島 洋文
  • 学会等名: 2015年度細胞周期合同セミナー
  • 発表場所: サンヒルズ三河湾
  • 年月日: 2015-06-12
• [学会発表] 根毛の伸長成長を抑制する転写因子GT-2ファミリーの機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柴田 美智太郎
  • 学会等名: 2015年度細胞周期合同セミナー
  • 発表場所: サンヒルズ三河湾、愛知
  • 年月日: 2015-06-12
• [学会発表] Chemical genetic approach to identify the substrates of plant cyclin-dependent kinases (2014)
  • 著者名/発表者名: 原島洋文、Philippe Hammann, 杉本慶子、Arp Schnittger
  • 学会等名: The 38th Naito Conference on Molecule-based biological systems
  • 発表場所: シャトレーゼ ガトーキングダム サッポロ（札幌市）
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-10
• [学会発表] To grow or not to grow: plant growth signaling under environmental limiting conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: Bart Rymen, 岩瀬哲、杉本慶子
  • 学会等名: The 38th Naito Conference on Molecule-based biological systems
  • 発表場所: シャトレーゼ ガトーキングダム サッポロ（札幌市）
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-10
• [学会発表] Transcriptional regulation of organ growth under limiting conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: Bart Rymen, 池田美穂、光田展隆、高木優、松井南、杉本慶子
  • 学会等名: The 25th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: University of British Columbia, Canada
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
  • 招待講演
• [備考] Cell Function Research Team
  • URL: http://cellfunction.riken.jp/
• [備考] Cell Function Research Team
  • URL: http://cellfunction.riken.jp/TOP_E.html
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://cellfunction.riken.jp/index.html