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光環境情報に基づくタンパク質細胞内局在パターンの制御と短期記憶

公募研究

研究領域植物の成長可塑性を支える環境認識と記憶の自律分散型統御システム
研究課題/領域番号 16H01470
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
研究機関九州大学

研究代表者

松下 智直  九州大学, 農学研究院, 准教授 (20464399)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワードフィトクロム / 植物 / 遺伝子発現制御 / 光受容体 / 光シグナル伝達 / 環境応答 / 光生理学
研究実績の概要

植物の主要な光受容体フィトクロムは、専ら標的遺伝子の転写量を制御することでシグナルを伝達すると考えられていたが、我々は最近、フィトクロムが転写量制御に加え、ゲノムワイドに2,000を超える遺伝子の転写開始点を変化させることにより、mRNAの5’末端の長さを制御し、その結果、数百という数のタンパク質の細胞内局在が光依存的に変化することを発見した。ここで興味深いことに、フィトクロムにより転写開始点の制御を受ける遺伝子のほとんどは、転写量(mRNAの総量)を一定に保ったまま、異なる複数の転写開始点の使用頻度をフィトクロムシグナルに応じて変化させるが、その分子機構は不明である。
本年度は、フィトクロムの転写開始点制御による光依存的なタンパク質の細胞内局在変化に異常を示す変異体をさらに多数単離し、それらについてさらに解析を進めた。また、2,000以上の標的遺伝子のプロモーター領域に濃縮される塩基配列を情報科学的に解析することにより、当該制御に関わるシス配列を同定した。そしてこれらの解析結果を組み合わせることで、フィトクロムによる転写開始点制御の分子機構についてモデルを構築した。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Academia Sinica(Taiwan)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] KAIST(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Lancaster University(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Lausanne(Switzerland)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Academia Sinica(Taiwan)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] KAIST(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Lancaster University(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Lausanne(Switzerland)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Palisade cell shape affects the light-induced chloroplast movements and leaf photosynthesis2018

    • 著者名/発表者名
      Gotoh, E., N. Suetsugu, T. Higa, T. Matsushita, H. Tsukaya and M. Wada
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1472-1472

    • DOI

      10.1038/s41598-018-19896-9

    • NAID

      120006394740

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Light controls protein localization through phytochrome-mediated alternative promoter selection2017

    • 著者名/発表者名
      Ushijima T, Hanada K, Gotoh E, Yamori W, Kodama Y, Tanaka H, Kusano M, Fukushima A, Tokizawa M, Yamamoto YY, Tada Y, Suzuki Y, and Matsushita T
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 171 号: 6 ページ: 1316-1325

    • DOI

      10.1016/j.cell.2017.10.018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative phototaxis in M. incognita2017

    • 著者名/発表者名
      Oota M, Gotoh E, Endo M, Ishida T, Matsushita T, and Sawa S
    • 雑誌名

      International Journal of Biology

      巻: 9 号: 3 ページ: 12-16

    • DOI

      10.5539/ijb.v9n3p51

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Light controls protein localization through phytochrome-mediated alternative promoter selection2018

    • 著者名/発表者名
      Tomonao Matsushita
    • 学会等名
      International Symposium on Plant Photobiology 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Light controls protein localization through phytochrome-mediated selection of transcription start sites2017

    • 著者名/発表者名
      Tomonao Matsushita
    • 学会等名
      8th Asia and Oceania Conference on Photobiology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Phytochrome globally modulates protein localization in Arabidopsis2017

    • 著者名/発表者名
      Tomonao Matsushita
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2022-05-18  

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