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植物チロシンキナーゼを標的とするゲニステインのアレロパシー効果の分子機序の解明

公募研究

研究領域化学コミュニケーションのフロンティア
研究課題/領域番号 18H04634
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
研究機関公益財団法人岩手生物工学研究センター

研究代表者

根本 圭一郎  公益財団法人岩手生物工学研究センター, 園芸資源研究部, 主任研究員 (60566727)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードチロシンリン酸化 / ゲニステイン / ジベレリン / チロシンキナーゼ / シグナル伝達 / ユビキチン化 / 植物ホルモン / 生化学 / 翻訳後修飾
研究実績の概要

これまでに、ダイズなどのマメ科植物が生産するゲニステイン(GNS)によって活性が著しく阻害される植物特異的なチロシンリン酸化プロテインキナーゼ・TAGKを見出している。さらに、植物ホルモン・ジベレリンの受容体GID1が新規因子GARUによってユビキチン化依存的に分解誘導されること、一方でTAGK2がその分解誘導を抑制することによって、GAシグナルの恒常性が制御されていることを明らかにした。これらの結果は、GNSはTAGK2を標的としたGAシグナル抑制因子として機能していることを示唆するものである。そこで、上記の仮説を検証したところ、シロイヌナズナにGNSを処理することによってGID分解が誘導され、さらに、典型的なGA応答が顕著に抑制されることがわかった。一方で、TAGK2やGARU遺伝子の高発現または欠損体においてはGNS効果は観察されなかった。さらに、GNS高蓄積ダイズ品種の実生培養液は、GARUによるGID1のユビキチン化依存的な分解を誘導すること、種子発芽を顕著に抑制することなどを明らかにした。しかしながら、培養液には、GNS単独試験では再現できないほどの種子発芽抑制効果が認められたことから、GNS効果を増強、もしくは活性の高い未知物質が存在する可能性が予想される。また、領域内共同研究によって、植物-昆虫間のコミュニケーションにTAGK依存的なリン酸化が関与することを明らかにした。ハスモンヨトウ幼虫は野菜などの農作物の葉を食害する農業害虫であるが、興味深いことに、TAGK2遺伝子は食害などの傷害ストレスに応答して発現量が上昇し、防御応答遺伝子PDF1.2 の発現調整に関与すること、さらに、TAGK2遺伝子機能はハスモンヨトウ幼虫抵抗性に関与していることを明らかにした。これらの結果から、TAGK2はGAシグナルだけでなく食害ストレス応答にも関与することが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Tyrosine Kinase-Dependent Defense Responses Against Herbivory in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Takumi、Uemura Takuya、Nemoto Keiichirou、Daito Maho、Nozawa Akira、Sawasaki Tatsuya、Arimura Gen-ichiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 10 ページ: 776-776

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.00776

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The ring-type E3 ubiquitin ligase JUL1 targets the VQ-motif protein JAV1 to coordinate jasmonate signaling2019

    • 著者名/発表者名
      Mohamed R. M. Ali, Takuya Uemura, Abdelaziz Ramadan, Kyoko Adachi, Keiichirou Nemoto, Akira Nozawa, Ryosuke Hoshino, Hiroshi Abe, Tatsuya Sawasaki, Gen-ichiro Arimura
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 179 号: 4 ページ: 1273-1284

    • DOI

      10.1104/pp.18.00715

    • 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] チロシンリン酸化によるジベレリン応答の新しい制御機構2018

    • 著者名/発表者名
      根本圭一郎, 澤崎達也
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 76 ページ: 222-225

    • NAID

      40021578645

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 植物チロシンキナーゼを標的とするゲニステインの アレロパシー効果の分子機序の解明2019

    • 著者名/発表者名
      根本圭一郎、澤崎達也
    • 学会等名
      植物細胞分子生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] リンドウの花の開閉運動 に関与する水チャネル・ アクアポリンの機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      根本圭一郎,後藤史奈,渡辺藍子,西原昌宏
    • 学会等名
      第60回植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ダイズの食害応答を制御する糖エリシターの受容機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      上村卓矢,八須匡和,星野稜介,根本圭一郎,吉田彩子,三浦成敏,西山 真,西山千春,堀戸重臣,出崎能丈,澤崎達也,有村源一郎
    • 学会等名
      第60回植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 花芽形成を制御する転写因子FDのDNA結合能に関する生化学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      坂東果実,根本圭一郎,野澤 彰,澤崎達也
    • 学会等名
      第60回植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Molecular mechanism of allelopathic effects of genistein targeting plant tyrosine protein kinase2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichirou Nemoto, Abdelaziz Ramadan, Gen-ichiro Arimura, Kenichiro Imai, Kentaro Tomii, Kazuo Shinozaki, Tatsuya Sawasaki
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on the Chemical Communication (ISCC2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 化合物を利用して植物の生育を制御する技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      野澤 彰, 廣瀬澪奈, 矢野礼博, 宮崎暸子, 根本圭一郎, 澤崎 達也
    • 学会等名
      PIM産学官交流会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コムギ無細胞タンパク質合成系を基盤としたブドウGID1-DELLAタンパク質相互作用解析系構築とそれを利用したジベレリンアゴニスト化合物探索2018

    • 著者名/発表者名
      廣瀬澪奈, 野澤 彰, 矢野礼博, 宮崎瞭子, 根本圭一郎, 澤崎達也
    • 学会等名
      植物化学調節学会第53回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コムギ無細胞系を基盤としたジベレリン受容体とDELLAタンパク質の相互作用解析系を利用したジベレリン受容体アンタゴニスト候補化合物の探索2018

    • 著者名/発表者名
      野澤 彰, 矢野礼博, 宮崎瞭子, 根本圭一郎, 澤崎達也
    • 学会等名
      植物化学調節学会第53回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 赤花リンドウからの新規キサントン分子種の単離2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木伸大, 根本圭一郎, 西﨑雄三, 杉本直樹, 田﨑啓介, 渡辺藍子, 樋口敦美, Morgan Ed, 日影孝志, 西原 昌宏
    • 学会等名
      第36回日本植物細胞分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 赤花リンドウにおける新規なキサントン生合成酵素遺伝子の同定と機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      根本圭一郎, 佐々木伸大, 西﨑雄三, 杉本直樹, 田﨑啓介, 渡辺藍子, 樋口敦美, Morgan Ed, 日影孝志, 西原 昌宏
    • 学会等名
      第36回日本植物細胞分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of interaction between abscisic acid receptors and type 2C-A protein phosphatases and identification of new abscisic acid agonists2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichirou Nemoto, Makiko Kagawa, Akira Nozawa, Yoshinori Hasegawa, Minoru Hayashi and Tatsuya Sawasaki
    • 学会等名
      International Plant Molecular Biology 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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