2018 年度研究成果報告書

窒素応答を司る転写因子NLPの機能発現の分子機構

研究課題

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研究課題/領域番号	15H05616
研究種目	若手研究(A)
配分区分	補助金
研究分野	植物栄養学・土壌学
研究機関	東京大学
研究代表者	小西美稲子東京大学, 生物生産工学研究センター, 特任講師 (20642341)
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード	植物栄養 / 硝酸シグナル
研究成果の概要	植物は硝酸イオンを窒素源として消費するだけでなく、シグナル分子として活用して硝酸イオンの獲得や利用を担う遺伝子の発現を上昇させる。これまでに、硝酸シグナルがNLP転写因子を活性化して遺伝子発現を引き起こすことを明らかにしていたが、本研究ではその分子機構の詳細な解析を行った。硝酸シグナルがカルシウムイオンシグナリング経路を活性化し、それによってNLP転写因子タンパク質がリン酸化されて活性型となることを示した。また、NLP転写因子同士が相互作用することが遺伝子発現を活性化するために必要であることも明らかにした。
自由記述の分野	植物生理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	現代農業では、窒素肥料を施肥することにより収量の増加を実現している。農業のコストや環境負荷を軽減するためには植物の窒素利用効率を高める必要があるとされており、そのためには植物が窒素を利用する仕組みとその調節機構を理解する必要がある。硝酸イオンはシグナルとして、硝酸イオンの獲得や利用に必要な遺伝子や代謝やホルモン合成などに関わる様々な遺伝子の発現を上昇させる役割を担っており、今回、硝酸シグナルがカルシウムシグナルを介して転写因子NLPの活性を調節する機構が明らかになったことで、植物が窒素の獲得を通じて窒素の利用や代謝、そして成長を調節する仕組みへの理解を深めることができたと考えている。