植物における細胞周期制御とストレス応答のクロストーク

• 研究領域: 大地環境変動に対する植物の生存・成長突破力の分子的統合解析
• 研究課題/領域番号: 23119508
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 伊藤 正樹 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (10242851)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2011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: 細胞増殖 / 植物 / 発現制御 / ストレス応答 / Myb転写因子 / 細胞周期 / ユビキチンリガーゼ / シロイヌナズナ / 遺伝子

研究概要

ストレスによる成長抑制に寄与している可能性があるR1R2R3型Myb転写因子とAPC/Cユビキチンリガーゼの阻害因子GIG1について研究を行った。R1R2R3-MybはG2/M期遺伝子群の転写制御に関わっており、転写活性化因子として働くグループ（活性化型Myb）と抑制因子として働くMyb（抑制型Myb）が存在する。平成24年度はタバコを使った実験から、R1R2R3-Mybには細胞分裂に対する働きだけではなく、新たに細胞のサイズにも重要な働きがあり、茎の伸長を促進し、結果的に草丈に大きな影響を与えることを示した。R1R2R3-Mybには、G2/M期を制御する働きの他に、ストレス抵抗性に直接関わる遺伝子を制御する可能性が指摘されている。平成24年度はCaMV35Sプロモーターの支配下でMYB3R3（抑制型Myb）やMYB3R4（活性化型Myb）を過剰発現するシロイヌズナ形質転換体を用いて、ストレス抵抗性のテストを行ったが、Mybの過剰発現による効果は見出されなかった。一方で、MYB3R3を自身のプロモーターによる発現する形質転換体では、塩ストレス下において著しい成長抑制を示すことがわかった。これらの結果からMYB3R3は塩ストレス下で抵抗性の獲得に関わっているというよりは、むしろストレスによる成長抑制に寄与している可能性が示された。昨年度、同定したAPC/Cユビキチンリガーゼの阻害因子GIG1についての研究から、GIG1と構造のよく似たUVI4は、異なるタイプのAPC/C活性化因子を阻害することにより、異なるM期サイクリンに作用し、それぞれエンドマイトーシスとエンドリプリケーションと呼ばれるプロイディの増加現象を抑制的に制御している可能性を示した。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Cell cycle modules in plants for entry into proliferation and for mitosis. In J. Greilhuber et al., eds. (2013)
  • 著者名/発表者名: Magyar, Z., Ito, M., Binarova, Mohamed, B., Bogre, L.
  • 雑誌名: Plant Genome Diversity 巻: Vol. 2 ページ: 77-97
  • DOI: 10.1007/978-3-7091-1160-4_6
  • ISBN: 9783709111598, 9783709111604
  • 査読あり
• [雑誌論文] Virus-induced silencing of <i>NtmybA1</i> and <i>NtmybA2</i> causes incomplete cytokinesis and reduced shoot elongation in <i>Nicotiana benthamiana</i> (2012)
  • 著者名/発表者名: Araki, S., et al.
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 29 号: 5 ページ: 483-487
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.12.1004a
  • NAID: 130002500891
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of GIG1 and UVI4 genome duplication in Arabidopsis thaliana. (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwata, E., Ikeda S., Mtsunaga, S., Kurata, M., Yoshioka, Y., Criqui, M.-C., Genschik, P., Ito, M.
  • 雑誌名: Plant Signaling Behavior 巻: vol.7 (9) 号: 9 ページ: 1079-1081
  • DOI: 10.4161/psb.21133
  • 査読あり
• [雑誌論文] GIGAS CELL1, a novel negative regulator of the anaphase- promoting complex/cyclosome, is required for proper mitotic progression and cell fate determination in Arabidopsis thaliana. (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwata, E., Ikeda S., Mtsunaga, S., Kurata, M., Yoshioka, Y., Criqui, M.-C., Genschik, P., Ito, M
  • 雑誌名: The Plant Cell 巻: vol. 23 (12) 号: 12 ページ: 4382-4393
  • DOI: 10.1105/tpc.111.092049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation of the parasitic plant Phtheirospermum japonicum (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishida, J.K., Yoshida, S., Ito, M., Namba, S., Shirasu, K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6 号: 10 ページ: e25802-e25802
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0025802
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations in MYB3R1 and MYB3R4 cause pleiotropic developmental defects and preferential down-regulation of multiple G2/M-specific genes in Arabidopsis thaliana. (2011)
  • 著者名/発表者名: Haga, N., ら11名
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 157 号: 2 ページ: 706-717
  • DOI: 10.1104/pp.111.180836
  • 査読あり
• [学会発表] 新奇APC/C阻害タンパク質をコードするGIG1とUVI4の機能分担 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池田早希
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] APC/C阻害因子を欠失したgigas cell1変異体における細胞運命決定の異常 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田恵里子
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] GIGAS CELL1, a novel negative regulator of APC/C, is required for proper mitotic progression and cell fate determination in Arabidopsis thaliana (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤正樹
  • 学会等名: 国際シンポジウム"Strategies of Plants against Global Environmental Change"
  • 発表場所: 倉敷市芸文館(倉敷)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] 体細胞の染色体数が倍加するシロイヌナズナgigas cell1変異体の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田恵里子
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス(倉東京)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] ゲノム倍加を制御する新奇APC/C阻害タンパク質
  • 著者名/発表者名: 伊藤正樹
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] R1R2R3-Mybtranscriptional repressors are important for developmentally controlled expression of G2/M-specific genes.
  • 著者名/発表者名: Eriko Iwata, Norihito Nakamichi, Masaki Ito
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] Cellular ploidy levels are regulated by novel inhibitor proteins of APC/C during organ development in Arabidopsis.
  • 著者名/発表者名: Masaki Ito, Eriko Iwata, Saki Ikeda, Asuka Kobayashi, Natsumi Abe, Mariko Kurata
  • 学会等名: 23th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Vienna, Austria
• [学会発表] Negative regulators of APC/C as determinants of ploidy levels
  • 著者名/発表者名: Masaki Ito
  • 学会等名: 10th International Congress of Plant Molecular Biology
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 招待講演
• [備考] 伊藤研究グループ
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~bunka/ito_title%20page.html
• [備考]
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~bunka/ito_title%20page.html