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植物の鉄結合性ユビキチンリガーゼによる鉄栄養制御

公募研究

研究領域ユビキチンネオバイオロジー:拡大するタンパク質制御システム
研究課題/領域番号 15H01187
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関石川県立大学

研究代表者

小林 高範  石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (70590206)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード鉄欠乏 / 植物 / ユビキチン / イネ / シグナル伝達 / 遺伝子
研究実績の概要

(1) 鉄との結合状態が HRZ のタンパク質分解と細胞内局在に与える影響の解析:OsHRZ1、OsHRZ2の全長または部分配列とGFPとの融合タンパク質を発現する形質転換イネの作製と解析を続行した。鉄・亜鉛が主に結合するN末端側領域を導入すると、根でタンパク質の発現が検出された。GFP蛍光のパターンとタンパク質の蓄積量から、HRZのN末端側領域には、鉄栄養条件に応答して自身のタンパク質の安定性と局在を変化させる領域があることが示唆された。

(2) HRZ が鉄硫黄クラスターと結合して機能を変化させるかどうかの検証:2種類の鉄硫黄クラスター合成・輸送に関わると期待される遺伝子の発現量を変化させた形質転換イネを作製した。これらのイネは鉄欠乏耐性が変化したことから、当該遺伝子が鉄ホメオスタシスに関与することが明らかになった。

(3) HRZ によるユビキチン化標的タンパク質の同定と解析:前年度に見いだした標的候補遺伝子の発現量を変化させた形質転換イネを作製した。これらのうち3種類は鉄欠乏耐性が変化したことから、鉄ホメオスタシスに関与することが明らかになった。また、大腸菌でリコンビナントタンパク質を作製し、in vitroユビキチン化アッセイおよび根細胞抽出液によるin vitro分解アッセイを行ったところ、3種類がHRZのユビキチン化、分解の標的タンパク質である可能性が示された。以上のことから、HRZは鉄ホメオスタシスに関与するタンパク質をユビキチン化、分解することにより機能する可能性が考えられた。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Jasmonate signaling is activated in the very early stages of iron deficiency responses in rice roots.2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, T. (corresponding author), Itai, R.N., Senoura, T., Oikawa, T., Ishimaru, Y., Ueda, M., Nakanishi, H., Nishizawa, N.K.
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 印刷中 号: 4-5 ページ: 533-547

    • DOI

      10.1007/s11103-016-0486-3

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] イネのユビキチンリガーゼ HRZ は鉄過剰条件でも重要である2017

    • 著者名/発表者名
      メイサン アウン・小林高範・増田寛志・西澤直子
    • 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)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] HRZ ubiquitin ligases and jasmonate signaling regulate iron deficiency responses in rice roots.2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, T., Itai, R.N., Senoura, T., Oikawa, T., Ishimaru, Y., Ueda, M., Nakanishi, H., Nishizawa, N.K.
    • 学会等名
      18th International Symposium on Iron Nutrition and Interactions in Plants
    • 発表場所
      マドリード(スペイン)
    • 年月日
      2016-05-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イネ鉄欠乏応答の初期にジャスモン酸経路が活性化される2016

    • 著者名/発表者名
      小林高範、板井玲子、瀬野浦武志、及川貴也、石丸泰寛、上田実、中西啓仁、西澤直子
    • 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(盛岡)
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of rice iron deficiency response and possible iron sensing by HRZ ubiquitin ligases.2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, T.
    • 学会等名
      International Workshop on Soil-Microbe-Plant Interaction
    • 発表場所
      岡山大学 資源植物科学研究所(倉敷)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ユビキチンリガーゼ HRZ による植物の鉄栄養制御と鉄感知2016

    • 著者名/発表者名
      小林高範
    • 学会等名
      第40回日本鉄バイオサイエンス学会学術集会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イネ鉄欠乏応答におけるユビキチンリガーゼHRZとジャスモン酸経路の関与2015

    • 著者名/発表者名
      小林高範、板井玲子、瀬野浦武志、及川貴也、石丸泰寛、上田実、中西啓仁、西澤直子
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2015年度京都大会
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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