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花幹細胞の時空間性を司る複合鍵の解析

公募研究

研究領域植物新種誕生の原理―生殖過程の鍵と鍵穴の分子実態解明を通じて―
研究課題/領域番号 17H05843
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
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

伊藤 寿朗  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (90517096)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2018年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2017年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード発現制御 / 幹細胞 / エピジェネティクス / 発生・分化 / 構造
研究実績の概要

本研究の目的は、生殖器官の形成過程における転写因子とエピジェネティック因子複合体の作用機構の解析を通して、時空間特異性の制御機構を理解することである。これまでに花発生過程において、幹細胞の増殖停止に機能する転写因子の複合体に着目し、それらのターゲット遺伝子の選択性を解析してきた。転写因子であるSUPERMANは花発生初期において、花幹細胞群を取り囲むように発現している。SUPタンパク質は、ポリコム因子であるFIEと直接結合して、オーキシン合成酵素YUUCCA (YUC)遺伝子の発現抑制をおこなっている事、実際にオーキシンの生合成を介して花幹細胞の増殖を抑制していることを示した (EMBO Journal, 2018)。また、CRC転写因子はSUPから2日ほど遅れて、幹細胞を取り囲むように発現する。CRCもまたYUCを直接制御しており、CRCの上流因子であるAGとともにYUC遺伝子座に直接結合する。すなわち、AGはまずクロマチンリモデリング因子の導入により、クロマチン構造を開き、その後にCRCが直接結合することで、YUCを活性化している。そのクロマチンを介したオーキシン合成酵素の制御機構の論文をNature Communications (2018)にて発表した。さらに、細胞自立的に花幹細胞の増殖抑制にかかわる経路の解析を行い、KNUがクロマチンリモデリング因子の結合阻害と抑制的ヒストン修飾酵素の導入という多段階のエピジェネティック制御を介した遺伝子ネットワーク機構を解明して論文報告を行った(Plant Cell 2019 in press)。以上、花幹細胞の増殖抑制の時空間性の制御として、転写因子とヒストン修飾酵素との精緻なクロストークによるエピジェネティク制御機構を解明することができた。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 6件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 7件、 招待講演 17件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Abscisic acid‐dependent histone demethylation during postgermination growth arrest in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Wu Jinfeng、Ichihashi Yasunori、Suzuki Takamasa、Shibata Arisa、Shirasu Ken、Yamaguchi Nobutoshi、Ito Toshiro
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment

      巻: - 号: 7 ページ: 2198-2214

    • DOI

      10.1111/pce.13547

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Integration of transcriptional repression and Polycomb-mediated silencing of WUSCHEL in floral meristems2019

    • 著者名/発表者名
      Sun Bo、Zhou Yingying、Cai Jie、Shang Erlei、Yamaguchi Nobutoshi、Xiao Jun、Looi Liang-Sheng、Wee Wan-Yi、Gao Xiuying、Wagner Doris、Ito Toshiro
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: - 号: 7 ページ: 1488-1505

    • DOI

      10.1105/tpc.18.00450

    • NAID

      120006726651

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] When to stop: an update on molecular mechanisms of floral meristem termination2019

    • 著者名/発表者名
      Yifeng Xu, Nobutoshi Yamaguchi, Eng-Seng Gan, Toshiro Ito
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 70 号: 6 ページ: 1711-1718

    • DOI

      10.1093/jxb/erz048

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Histone demethylases control root elongation in response to stress-signaling hormone abscisic acid2019

    • 著者名/発表者名
      Wu Jinfeng、Yamaguchi Nobutoshi、Ito Toshiro
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: - 号: 7 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1080/15592324.2019.1604019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chromatin-mediated feed-forward auxin biosynthesis in floral meristem determinacy.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, N., Huang, J., Tatsumi, Y., Abe, M., Sugano, S. S., Kojima, M., Takebayashi, Y., Kiba, T., Yokoyama, R., Nishitani, K., Sakakibara, H., and Ito, T.
    • 雑誌名

      Nature Commun.

      巻: 9 号: 1 ページ: 5290-5290

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07763-0

    • NAID

      120006549567

    • 関連する報告書
      2018 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] Meristem Termination and Organ Number Control in Early Stage of Arabidopsis Flower Development2018

    • 著者名/発表者名
      Xu Yifeng、Ito Toshiro
    • 雑誌名

      Journal of Cell Signaling

      巻: 03 号: 03

    • DOI

      10.4172/2576-1471.1000186

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Situ Proximity Ligation Assay to Detect the Interaction Between Plant Transcription Factors and Other Regulatory Proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Yifeng Xu, Eng-Seng Gan, Toshiro Ito
    • 雑誌名

      Plant Transcription Factors.Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)

      巻: 1830 ページ: 325-335

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8657-6_19

    • ISBN
      9781493986569, 9781493986576
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Using CRISPR/Cas9 System to Introduce Targeted Mutation in Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Ze Hong Lee, Nobutoshi Yamaguchi, Toshiro Ito
    • 雑誌名

      Plant Transcription Factors.Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)

      巻: 1830 ページ: 93-108

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8657-6_6

    • ISBN
      9781493986569, 9781493986576
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RGB-Color Intensiometric Indicators to Visualize Spatiotemporal Dynamics of ATP in Single Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Arai Satoshi、Kriszt Rokus、Harada Kazuki、Looi Liang-Sheng、Matsuda Shogo、Wongso Devina、Suo Satoshi、Ishiura Shoichi、Tseng Yu-Hua、Raghunath Michael、Ito Toshiro、Tsuboi Takashi、Kitaguchi Tetsuya
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie

      巻: 130 号: 34 ページ: 11039-11044

    • DOI

      10.1002/ange.201804304

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] SUPERMAN regulates floral whorl boundaries through control of auxin biosynthesis.2018

    • 著者名/発表者名
      Xu, Y., Prunet, N., Gan, E-S., Wang, Y., Stewart, D., Wellmer, F., Huang, J., Yamaguchi, N., Tatsumi, Y., Kojima, M., Kiba, T., Sakakibara, H., Jack, T.P., Meyerowitz, E.M., Ito, T.
    • 雑誌名

      EMBO Journal

      巻: - 号: 11

    • DOI

      10.15252/embj.201797499

    • NAID

      120006478564

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 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] A Membrane-bound NAC-like Transcription Factor OsNTL5 Represses the Flowering in Oryza sativa2018

    • 著者名/発表者名
      Guo, S., Dai, S., Singh, P.K., Wang, H., Wang, Y., Tan, L.H., Wee, W., and Ito, T.
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science, Plant Biotechnology

      巻: 9 ページ: 555-555

    • DOI

      10.3389/fpls.2018.00555

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulation of floral meristem activity through the interaction of AGAMOUS, SUPERMAN, and CLAVATA3 in Arabidopsis.2018

    • 著者名/発表者名
      Uemura, A., Yamaguchi, N, Xu, Y., Wee, W-Y., Ichihashi, Y., Suzuki, T., Shibata, A., Shirasu, K., and Ito, T.
    • 雑誌名

      Plant Reproduction

      巻: 31 号: 1 ページ: 89-105

    • DOI

      10.1007/s00497-017-0315-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 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] A Membrane-bound NAC-like Transcription Factor OsNTL5 Represses the Flowering in Oryza sativa2018

    • 著者名/発表者名
      Guo, S., Dai, S., Singh, P.K., Wang, H., Wang, Y., Tan, L.H., Wee, W., and Ito, T.,
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science, Plant Biotechnology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ proximity ligation assay to detect the interaction between plant transcription factors and other regulatory proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Xu, Y., Gan, E.S., and Ito, T.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fine-tuning of auxin homeostasis governs the transition from floral stem cell maintenance to gynoecium formation.2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, N., Huang, J., Xu, Y., Tanoi, K., and Ito, T.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 1125-1125

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01252-6

    • NAID

      120006364326

    • 関連する報告書
      2017 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] Gene network controlling flower development in Arabidopsis.2017

    • 著者名/発表者名
      Kadoya, Y., Yamaguchi, N., Ito, T.
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 55 ページ: 602-610

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Multistep termination of floral stem cell activities2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Plant Biology 2019 (JTPB2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spatio-temporal regulation of floral stem cell activities2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      PSDB 10th Annual National Convention
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Memory and induced forgetting in plants2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      University of the Philippines-Diliman Ateneo de University 大学訪問セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 植物における記憶定着と能動的忘却システム2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      さきがけ懇親会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Spatio-temporal regulation of floral stem cell activities2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      Henan University大学訪問セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-step termination of floral stem cell activities2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      福建農林大学さくらサイエンスプラン
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Auxin-mediated multistep termination of floral stem cell activities2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      IPMB 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 花幹細胞の時空間的な運命制御2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      京都大学形態統御学分科セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Auxin-mediated floral meristem determinacy control2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      25th ICSPR 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Auxin-mediated multistep termination of floral stem cell activities2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      Meristem 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 花幹細胞の多段階での終結機構2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 花幹細胞の時空間的な運命制御2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      東京大学 生物科学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Floral stem cell termination and differentiation2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      Temasek Life Sciences Laboratory
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-step termination of floral stem cell activities in Arabidopsis2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      University of Georgia & University of California Davis
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-step termination of floral stem cell activities in Arabidopsis2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor meeting “Plant Genome & biotechnology”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multi-step , termination of floral stem cell activities2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      Philippine Ateneo De Manila University and University of Philippine, Diliman
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-step termination of floral stem cell activities2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      Japan-France Meeting GDRI Integrative Plant Biology “The developing plant in its environment”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coordination of plant growth and differentiation at fluctuating temperatures2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      The 3rd TLL-NAIST-Joint symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Auxin-mediated dual-step termination of floral stem cells2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      CSH-Asia Conference: Plant Cell & Developmental Biology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Conference “Epigenetic timer to coordinate growth and differentiation in plants2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      The 50th Japan Developmental Biology Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 伊藤研究室ホームページ

    • URL

      http://bsw3.naist.jp/ito/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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