膜局在型植物ユビキチンリガーゼＡＴＬ３１による環境シグナル伝達調節の包括的解明

• 研究課題/領域番号: 26292188
• 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: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 山口 淳二 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10183120)
• 研究分担者: 佐藤 長緒 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50609724)
• 連携研究者: 佐古 香織 独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (60722395) ; 前川 修吾 東京大学, 大学院農学生命科学研究科（農学部）, 特別研究員 (80711209)
• 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: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
• キーワード: ユビキチンリガーゼ / 栄養学 / 膜交通 / 蛋白質 / 植物

研究成果の概要

シロイヌナズナATL31は膜在型のユビキチンリガーゼであり，栄養素応答だけでなく防御応答にも関与する。ATL31の相互作用因SYP121は，うどんこ病菌の侵入を阻止するためのパピラと呼ばれる植物細胞壁形成の制御因子である。最終的にATL31がSYP121と共にパピラ形成による防御応答に関与することを明らかにした。一方，C/N栄養素応答の鍵制御因子として３種類のCIPKタンパク質を同定した。CIPKはATL31をリン酸化することで安定化し，これがC/N応答に関係する14-3-3タンパク質の分解を制御していることを明らかにした。これはリン酸化を介した栄養素シグナル伝達の新たな仕組みの発見である。

研究成果

• [国際共同研究] Max-Planck-Institute (Potsdam-Golm)(ドイツ)
• [国際共同研究] University of Pisa(イタリア)
• [国際共同研究] Max-Planck-Institute (Potsdam-Golm)(ドイツ)
• [国際共同研究] University of Pisa(イタリア)
• [雑誌論文] Direct transcriptional activation of BT genes by NLP transcription factors is a key component of the nitrate response in Arabidopsis (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato, T., Maekawa, S., Konishi, M., Yoshioka, N., Sasaki, Y., Maeda, H., Ishida, T., Kato, Y., Yamaguchi, J. and Yanagisawa, S.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 483 号: 1 ページ: 380-386
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.12.135
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Arabidopsis CBL-interacting protein kinases regulate carbon/nitrogen-nutrient response by phosphorylating ubiquitin ligase ATL31. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuda S, Aoyama S, Hasegawa Y, Sato T, Yamaguchi J
  • 雑誌名: Mol. Plant 巻: 10 号: 4 ページ: 605-618
  • DOI: 10.1016/j.molp.2017.01.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characterization of ubiquitin ligase SlATL31 and proteomic analysis of 14-3-3 targets in tomato fruit tissue (Solanum lycopersicum L.) (2016)
  • 著者名/発表者名: Lu Y, Yasuda S, Li X, Fukao Y, Tohge T, Femie A R, Matsukura C, Ezura H, Sato T, Yamaguchi J
  • 雑誌名: Journal of Proteomics 巻: 印刷中 ページ: 254-264
  • DOI: 10.1016/j.jprot.2016.04.016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of Carbon/Nitrogen ratio on carbohydrate metabolism and light energy dissipation mechanisms in Arabidopsis thaliana (2016)
  • 著者名/発表者名: Huarancca Reyes T, Scartazza A, Lu Y, Yamaguchi J, Guglielminetti L
  • 雑誌名: Plant Physiology and Biochemistry 巻: 印刷中 ページ: 195-202
  • DOI: 10.1016/j.plaphy.2016.04.030
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ABI1 regulates carbon/nitrogen-nutrient signal transduction independent of ABA biosynthesis and canonical ABA signalling pathways in Arabidopsis (2015)
  • 著者名/発表者名: Lu, Y. et al.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: 66 号: 9 ページ: 2763-2771
  • DOI: 10.1093/jxb/erv086
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The <i>Arabidopsis</i> ubiquitin ligase <i>ATL31</i> is transcriptionally controlled by WRKY33 transcription factor in response to pathogen attack (2015)
  • 著者名/発表者名: Huarancca Reyes T, Maekawa S, Sato T, Yamaguchi J
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 32 号: 1 ページ: 11-19
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.14.1201b
  • NAID: 130005061605
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pale-green phenotype of atl31 atl6 double mutant leaves is caused by disruption of 5-aminolevulinic acid biosynthesis in Arabidopsis thaliana (2015)
  • 著者名/発表者名: Maekawa S, Takabayashi A, Huarancca Reyes T, Yamamoto H, Tanaka A, Sato T and Yamaguchi J
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 10 号: 2 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0117662
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] AtCCR4a and AtCCR4b are involved in determining the poly(A) length of granule-bound starch synthase 1 transcript and modulating sucrose and starch metabolism in Arabidopsis thaliana (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuya Suzuki, Toshihiro Arae, Pamela J. Green, Junji Yamaguchi and Yukako Chiba
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 863-874
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv012
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Integration of C/N-nutrient and multiple environmental signals into the ABA signaling cascade (2015)
  • 著者名/発表者名: Lu Y., Yamaguchi J. and Sato T.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 12 号: 12 ページ: e1048940-e1048940
  • DOI: 10.1080/15592324.2015.1048940
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of Arabidopsis ubiquitin ligase ATL31 is critical for plant C/N-nutrient response under control of 14-3-3 stability (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuda S, Sato T, Maekawa S, Aoyama S, Fukao Y, Yamaguchi J
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. online before publication 巻: (印刷中) 号: 22 ページ: 15179-15193
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.533133
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ubiquitin ligase ATL31 functions in leaf senescence in response to the balance between atmospheric CO_2 and nitrogen availability in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: Aoyama S, Huarancca Reyes T, Guglielminetti L, Yu L, Morita Y, Sato T, Yamaguchi J
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 55 号: 2 ページ: 293-305
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulation of senescence under elevated atmospheric CO2 via ubiquitin modification (2014)
  • 著者名/発表者名: Aoyama S, Lu Y, Yamaguchi J, Sato T
  • 雑誌名: Plant Signaling Behavior 巻: 9 号: 5 ページ: e28839-e28839
  • DOI: 10.4161/psb.28839
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The carbon/nitrogen regulator ATL31 controls papilla formation in response to powdery mildew fungi penetration by interacting with SYP121 in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: Maekawa S, Inada N, Yasuda S, Fukao Y, Fujiwara M, Sato T, Yamaguchi J
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 164 号: 2 ページ: 879-887
  • DOI: 10.1104/pp.113.230995
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proteomic analysis of 26S proteasome reveals direct interaction with transit peptides of plastid protein precursors for degradation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sako K, Yanagawa Y, Kanai T, Sato T, Seki M, Fujiwara M, Fukao Y, Yamaguchi J
  • 雑誌名: Journal of Proteome Research 巻: 13 号: 7 ページ: 3223-3230
  • DOI: 10.1021/pr401245g
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [備考] 形態機能学講座IIaのホームページ
  • URL: http://www.sci.hokudai.ac.jp/CSF2-web/
• [産業財産権] 不定根発生誘導剤及び根系発達促進剤特許 (2016)
  • 発明者名: 山口淳二，眞木祐子，副島洋，谷野圭持，綿引雅昭，佐藤長緒
  • 権利者名: 山口淳二，眞木祐子，副島洋，谷野圭持，綿引雅昭，佐藤長緒
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-03-25
• [産業財産権] 不定根形成促進剤及び根系発達促進剤 (2014)
  • 発明者名: 山口淳二，眞木祐子，副島洋，綿引雅昭，佐藤長緒
  • 権利者名: 山口淳二，眞木祐子，副島洋，綿引雅昭，佐藤長緒
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-08-25