• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

乾燥ストレス下の植物生長制御に関わるヒストンアセチル化酵素複合体の機能解析

公募研究

研究領域不均一環境変動に対する植物のレジリエンスを支える多層的情報統御の分子機構
研究課題/領域番号 21H05654
研究種目

学術変革領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅲ)
研究機関東京農工大学

研究代表者

梅澤 泰史  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70342756)

研究期間 (年度) 2021-09-10 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードアブシシン酸 / リン酸化 / ヒストン修飾 / 生長制御 / 乾燥ストレス / 開花 / シロイヌナズナ / プロテインキナーゼ / シグナル伝達 / ヒストンアセチル化
研究開始時の研究の概要

これまでの研究から、SNS1がABA応答に関与することや、生長制御に影響を及ぼすこと、SnRK2によってリン酸化され分解制御を受けること、ヒストンアセチル化酵素複合体の構成因子であることなどを明らかにしてきた。そこで、①SNS1は、ABA応答時に活性化したSnRK2にリン酸化されることでタンパク質が安定化し、ヒストンのアセチル化を制御すること、および②SNS1によるヒストン修飾は遺伝子発現に影響を及ぼし、ストレス条件下における植物の生長力維持や開花促進に関与すること、の二点を明らかにすることを目指す。

研究実績の概要

乾燥ストレスが不規則に変化する状況では、植物はストレス応答と生長制御とのバランスを切り替えながら、レジリエントな生存戦略をとっていると考えられる。申請者らは、このような生存戦略に関わる因子として、独自に発見したSNS1とよばれるタンパク質に着目した。これまでの研究から、SNS1は① ストレス時の生長制御や開花制御に関与する、② ヒストンアセチル化酵素複合体NuA4の構成因子である、③ABA応答を負に制御する、④SnRK2キナーゼによってリン酸化されタンパク質安定性が変化する、ことなどを明らかにしてきた。そこで、本研究では「SNS1は環境ストレス情報をヒストン修飾の形で入力し、植物の生長制御やABA応答に関与する」という仮説を立て、これを検証するための研究を実施した。
SNS1の分子機能について調べるために、SNS1と相互作用するタンパク質を探索したところ、MRG1およびMRG2が同定された。MRG1/2はNuA4の構成因子であることから、SNS1がヒストンのアセチル化に関与している可能性がより高まった。そこで、ChIP-seq解析を行ったが、意外なことにsns1変異体においてヒストンアセチル化のゲノムワイドな変化は観察されなかった。したがって、SNS1はNuA4の構成因子ではあるが、ヒストンアセチル化制御には関与しないことが示唆された。一方、sns1変異体のRNA-seq解析では、ストレス応答性遺伝子や生長制御にかかわる遺伝子の変動が見られた。機械学習を用いてそれらの遺伝子領域のヒストンアセチル化及びメチル化パターンを分析したところ、特有の変動が検出された。したがって、SNS1はヒストンのアセチル化やメチル化の変動に応じて、遺伝子発現を制御している可能性が示唆された。今後は、SNS1が遺伝子発現を制御する分子メカニズムについて解析を進めていく必要がある。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Phosphoproteomic Approaches to Evaluate ABA Signaling2022

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Kota、Umezawa Taishi
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol.

      巻: 2462 ページ: 163-179

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2156-1_13

    • ISBN
      9781071621554, 9781071621561
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Burning questions for a warming and changing world: 15 unknowns in plant abiotic stress2022

    • 著者名/発表者名
      Verslues Paul E、Umezawa Taishi他19名
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 35 号: 1 ページ: 67-108

    • DOI

      10.1093/plcell/koac263

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Growth Promotion or Osmotic Stress Response: How SNF1-Related Protein Kinase 2 (SnRK2) Kinases Are Activated and Manage Intracellular Signaling in Plants2021

    • 著者名/発表者名
      Kamiyama Yoshiaki、Katagiri Sotaro、Umezawa Taishi
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 10 号: 7 ページ: 1443-1443

    • DOI

      10.3390/plants10071443

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Arabidopsis group C Raf-like protein kinases negatively regulate abscisic acid signaling and are direct substrates of SnRK22021

    • 著者名/発表者名
      Kamiyama Yoshiaki、Hirotani Misaki、Ishikawa Shinnosuke、Minegishi Fuko、Katagiri Sotaro、Rogan Conner J.、Takahashi Fuminori、Nomoto Mika、Ishikawa Kazuya、Kodama Yutaka、Tada Yasuomi、Takezawa Daisuke、Anderson Jeffrey C.、Peck Scott C.、Shinozaki Kazuo、Umezawa Taishi
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 30

    • DOI

      10.1073/pnas.2100073118

    • 関連する報告書
      2021 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] Identification of novel compounds that inhibit SnRK2 kinase activity by high-throughput screening2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Shoko、Sato Karin、Maruki-Imamura Riyo、Noutoshi Yoshiteru、Okabe Takayoshi、Kojima Hirotatsu、Umezawa Taishi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 537 ページ: 57-63

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.12.046

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるC-Raf型プロテインキナーゼシグナル伝達経路の解明2023

    • 著者名/発表者名
      高瀬緋奈乃、神山佳明、山下昂太、富士彩紗、杉本穂高、高橋宏二武宮淳史、木下俊則、梅澤泰史、
    • 学会等名
      日本植物生理学会第64回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ孔辺細胞におけるSnRK2基質のリン酸化プロテオーム解析2023

    • 著者名/発表者名
      山下昂太、三枝瑞季、山内翔太、武宮淳史、梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物生理学会第64回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SNS1を介した長期乾燥ストレス条件への抵抗戦略2023

    • 著者名/発表者名
      片桐壮太郎、片桐壮太郎、木下俊則、梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物生理学会第64回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナのグループB1 Raf型プロテインキナーゼは浸透圧ストレス依存的に脱リン酸化される2023

    • 著者名/発表者名
      神山佳明、片桐壮太郎、山下昂太、李陽丹、梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物生理学会第64回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] MBD10はシロイヌナズナのABA応答における老化応答における老化促進に関与する2023

    • 著者名/発表者名
      李陽丹、峯岸芙有子、田村由貴、神山佳明、山下昂太、片桐壮太郎、川上直人、梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物生理学会第64回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 植物の長期乾燥ストレスに対する生存戦略に関与するSNS1の解析2022

    • 著者名/発表者名
      片桐壮太郎,神山佳明,鈴木梨沙,梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物生理学会第63回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナABA非感受変異体abi1-1を用いた比較リン酸化プロテオーム解析2022

    • 著者名/発表者名
      山下昂太、三枝瑞季、梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物生理学会第63回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナのアブシジン酸応答におけるMBD10の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      李揚丹,峯岸芙有子,田村由貴,片桐壮太郎,神山佳明,梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物生理学会第63回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるSnRK2依存的なABA応答転写開始点変化の大規模解析2022

    • 著者名/発表者名
      大堀祐輔,江副晃洋,花田耕介,松下智直,鈴木穣,梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物生理学会第63回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナABA非感受変異体abi1-1を用いた比較リン酸化プロテオーム解析2022

    • 著者名/発表者名
      山下昂太、三枝瑞季、梅澤泰史
    • 学会等名
      日本プロテオーム学会2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SNS1は植物の長期乾燥ストレスに対する生存戦略に関与する2022

    • 著者名/発表者名
      片桐壮太郎、神山佳明、梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物学会86回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SnRK2キナーゼによる植物の乾燥ストレス応答と生長制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      梅澤泰史
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナの ABA 応答におけるMBD10 の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      李揚丹,峯岸芙有子,田村由貴,片桐壮太郎,神山佳明,梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの ABA 応答におけるグループ C Raf 型タンパク質リン酸化酵素 Raf36 の機 能解析2021

    • 著者名/発表者名
      神山佳明,廣谷美咲,石川慎之祐,峯岸芙有子,片桐壮太郎,Conner Rogan,高橋史憲, 野元美佳,石川一也,児玉豊,多田安臣,竹澤大輔,Jeffrey Anderson,Scott Peck,篠 崎一雄,梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 植物ホルモンのアブシジン酸による機能未知タンパク質 SNS1を介した生長制御の解析2021

    • 著者名/発表者名
      片桐壮太郎,神山佳明,鈴木梨沙,梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるABA 依存的な転写開始点変化の大規模解析2021

    • 著者名/発表者名
      大堀祐輔,江副晃洋,花田耕介,松下智直,鈴木穣,梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 化合物スクリーニングによるSnRK2活性阻害剤の探索2021

    • 著者名/発表者名
      松岡頌子,佐藤花綸,今村理世,能年義輝,岡部隆義,小島宏建,梅 澤泰史
    • 学会等名
      日本植物生理学会第62回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 開花時期の調節におけるSnRK2 substrate1の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      片桐壮太郎,神山佳明,鈴木梨沙,梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物生理学会第62回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ABA依存的な転写開始点変化の大規模解析2021

    • 著者名/発表者名
      大堀祐輔,江副晃洋,花田耕介,松下智直,鈴木穣,梅澤泰史
    • 学会等名
      日本植物生理学会第62回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 植物が生長とストレス応答を切り換える仕組みを解明

    • URL

      https://www.tuat.ac.jp/outline/disclosure/pressrelease/2021/20210721_01.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-10-22   更新日: 2023-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi