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

2011 年度 実績報告書

乾燥ストレスに対する植物の生存戦略の分子機構

計画研究

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 22119004
研究機関東京大学

研究代表者

篠崎 和子  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (30221295)

研究分担者 溝井 順哉  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特任助教 (20469753)
城所 聡  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教 (70588368)
キーワード植物 / 環境応答 / 乾燥ストレス / 高温ストレス / 発現制御 / 転写因子
研究概要

シロイヌナズナのストレス誘導性転写因子DREB2Aは乾燥、高温のいずれのストレス条件下でも安定性が高まり、蓄積量が増加する。DREB2Aの過剰発現やE3リガーゼDRIPの欠損により、DREB2Aタンパク質が過剰に蓄積した植物では、下流遺伝子の誘導が早くなった。そこでDREB2Aタンパク質をプロテアソーム阻害剤処理により蓄積させた状態での下流遺伝子の発現量を調べたが、ストレス処理をしない状態では、下流遺伝子の発現は起きなかった。したがって、DREB2Aの蓄積量は下流遺伝子の誘導性の強さに影響を与える要素である一方、安定化と活性化は別の現象を反映していると考えられた。
DREB2A標的遺伝子は高温や乾燥ストレスに対し、特異的な誘導性を示す。標的遺伝子のプロモーターのデリーションシリーズを作出してその応答性の変化を調べたところ、DREB2Aの認識配列を含む数十塩基対の配列だけでも、ストレス特異的な誘導性を示すことが明らかになった。
DREB2A遺伝子の高温ストレス誘導性は、プロモーター上のHSEによって制御されている。このHSEに結合して活性化する転写因子として、HsfA1転写因子群を同定した。また、HsfA1転写因子群は、DREB2Aのみならず、多くの高温誘導性遺伝子の発現を制御するマスタースイッチとして機能することを明らかにした。一方、DREB2Aの乾燥ストレス誘導性は、プロモーター上のABREおよびCE3様配列によって制御されている。このABREに結合して活性化するする転写因子として、AREB/ABF転写因子群を同定した。また、デリーションシリーズの解析から、非ストレス時にDREB2Aプロモーターの活性を抑制している領域があることを見出した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

DREB2A遺伝子の乾燥と高温ストレスによる発現誘導の上流因子の探索においては、前年度に同定したシスエレメントに結合する転写因子の同定を目標としていたが、高温誘導性については、転写因子の同定にとどまらず、転写因子の解析も行った。その結果、同定したHsfA1転写因子は、DREB2Aのみならず多くの高温誘導性遺伝子を制御するマスター転写因子であることが明らかになった。

今後の研究の推進方策

DREB2Aの活性化機構については、修飾や相互作用因子の存在を念頭に置き、これらの同定に注力する。また、下流遺伝子の特異性決定機構については、デリーションシリーズの解析を引き続き行う。DREB2A遺伝子の乾燥誘導性は、AREB/ABF転写因子の部分的な制御下にあることを明らかにしたので、さらに上流のシグナル伝達系との関係を調べる。また、非ストレス時にDREB2A遺伝子の発現を抑制する領域について、転写因子の単離等、解析を進める予定である。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (13件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Identification of cis-acting promoter elements in cold- and dehydration-induced transcriptional pathways in Arabidopsis, rice and soybean2012

    • 著者名/発表者名
      Maruyama, K., et al
    • 雑誌名

      DNA Res.

      巻: 9(1) ページ: 37-49

    • DOI

      10.1093/dnares/dsr040

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Abiotic stress-inducible receptor-like kinases negatively control ABA signaling in Arabidopsis2012

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, H., et al
    • 雑誌名

      Plant J.in press

    • DOI

      10.1111/j.1365-313X.2012.04901.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] AP2/ERF family transcription factors in plant abiotic stress responses2012

    • 著者名/発表者名
      Mizoi, J., et al
    • 雑誌名

      BBA-Gene Regul.Mech.

      巻: 1,819 ページ: 86-96

    • DOI

      10.1016/j.bbagrm.2011.08.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arabidopsis HsfA1 transcription factors function as the main positive regulators in heat shock-responsive gene expression2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, T., et al
    • 雑誌名

      Mol.Genet.Genomics

      巻: 286(5-6) ページ: 321-332

    • DOI

      10.1007/s00438-011-0647-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An ABRE promoter sequence is involved in osmotic stress-responsive expression of the DREB2A gene, which encodes a transcription factor regulating drought-inducible genes in Arabidopsis2011

    • 著者名/発表者名
      Kim, J.-S., et al
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol

      巻: 52(12) ページ: 2136-2146

    • DOI

      10.1093/pcp/pcr143

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SPINDLY, a negative regulator of GA signaling, is involved in the plant abiotic stress response2011

    • 著者名/発表者名
      Qin, F., et al
    • 雑誌名

      Plant Physiol.

      巻: 157(4) ページ: 1900-1913

    • DOI

      10.1104/pp.111.187302

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The monosaccharide absorption activity of Arabidopsis roots depends on the expression profiles of transporter genes under high salinity conditions2011

    • 著者名/発表者名
      Yamada, K., et al
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem.

      巻: 286(50) ページ: 43577-43586

    • DOI

      10.1074/jbc.M111.269712

    • 査読あり
  • [学会発表] 環境ストレス応答におけるシロイヌナズナのDREB2Aタンパク質の安定性の解析2012

    • 著者名/発表者名
      森本恭子, 他
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120316-20120318
  • [学会発表] 緑色植物におけるAP2/ERF転写因子の分子系統解析2012

    • 著者名/発表者名
      溝井順哉, 他
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120316-20120318
  • [学会発表] シロイヌナズナの高温ストレス応答における転写因子HsfBの機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      大濱直彦, 他
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120316-20120318
  • [学会発表] シロイヌナズナにおいて乾燥・高温ストレス誘導性遺伝子発現を制御する転写因子DREB2Aの新規相互作用因子NF-YC10の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤輝, 他
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120316-20120318
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるDREB2A標的遺伝子のストレス特異的な誘導性を決定するプロモーター因子の探索2012

    • 著者名/発表者名
      田中あや, 他
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20120316-20120318
  • [学会発表] Elucidation of stress-responsive gene expression network and its practical application to crop plants2012

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi-Shinozaki, K.
    • 学会等名
      Joint Japan-Scandinavia JSPS colloquium
    • 発表場所
      Stavanger, Norway
    • 年月日
      2012-08-20
  • [学会発表] An ABRE promoter sequence is involved in osmotic stress-responsive expression of the DREB2A gene in Arabidopsis2011

    • 著者名/発表者名
      Kim, J.-S., et al
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20111213-20111216
  • [学会発表] Analysis of the relationship between stabilization and activation of the Arabidopsis transcription factor DREB2A under environmental stress2011

    • 著者名/発表者名
      Morimoto, K., et al
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20111213-20111216
  • [学会発表] Regulatory networks of gene expression in abiotic stress response and applications for stress tolerance in plants2011

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi-Shinozaki, K.
    • 学会等名
      International Symposium "Strategies of Plants against Global Environmental Change"
    • 発表場所
      Okayama, Japan
    • 年月日
      20111208-20111210
  • [学会発表] Comparative functional analysis of two homologous transcription factors DREB2A and DREB2B in Arabidopsis2011

    • 著者名/発表者名
      Mizoi, J., et al
    • 学会等名
      International Symposium "Strategies of Plants against Global Environmental Change"
    • 発表場所
      Okayama, Japan
    • 年月日
      20111208-20111210
  • [学会発表] Analysis of an interactor with the transcription factor DREB2A regulating water- and heat-stress-inducible gene expression in Arabidopsis2011

    • 著者名/発表者名
      Satoh, H., et al
    • 学会等名
      4th International Workshop on Plant Abiotic Stress : From Systems Biology To Sustainable Agriculture
    • 発表場所
      Limassol, Cyprus
    • 年月日
      20111118-20111119
  • [学会発表] Regulatory networks of gene expression and signal transduction in abiotic stress response in plants2011

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi-Shinozaki, K.
    • 学会等名
      Annual Meeting of the Korean Society of Breeding Science "Plant Breeding Strategy to Prepare Climate Change"
    • 発表場所
      Jeonbuk, Korea
    • 年月日
      20110707-20110708
  • [学会発表] Comparative functional analysis of DREB2A and DREB2B in Arabidopsis2011

    • 著者名/発表者名
      Mizoi, J., et al
    • 学会等名
      2nd International Conference on Arabidopsis Resear
    • 発表場所
      Wisconsin, USA
    • 年月日
      20110622-20110625
  • [備考]

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/pmp/

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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