C/N栄養シグナルと花成制御シグナル統合分子基盤の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K18819
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 佐藤 長緒 北海道大学, 理学研究院, 助教 (50609724)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 栄養素代謝 / プロテオミクス / 成長相転換

研究実績の概要

本研究では，「C/N栄養シグナルと花成制御シグナル統合分子基盤の解明」を目指し，新たなアプローチを試みた。基幹代謝の根幹を担うC/N（炭素/窒素）バランスが植物の花成制御に関与することに着目し，独自の植物材料および実験系も用いた3つの実験課題を実施した。1）ATL31と花成制御因子変異体を用いたC/N誘導性花成経路の遺伝学的解析， 2）C/N応答性の定量的リン酸化プロテオームおよびマイクロアレイ解析を行うことで，C/N誘導性花成制御ネットワーク（既存の花成制御因子群・新規伝達経路）について明らかにする。さらに，3）C/Nに応答した14-3-3依存的TPS活性制御とTPS変異体のC/N誘導性花成を検証することで，C/N応答性花成を直接的に誘導する鍵代謝物とその制御機構の詳細を明らかにする。
当該年度は，昨年度得られた結果をもとに，C/N栄養シグナルと光周期依存花成経路とのクロストークに焦点を当てた解析を進めた。その結果，光周期依存花成経路で重要な役割を果たす転写因子がC/N条件に応じてリン酸化されることが分った。また，高感度MS解析から，複数のリン酸化部位を特定した。加えて，詳細な遺伝子発現解析から，この転写因子の標的遺伝子群が確かにC/N条件に応じた発現変動を示すことが確認された。これらの解析結果から，今まで未知であったC/N栄養素シグナルと花成制御シグナルクロストークの分子実態が見えてきた。

研究成果

• [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Max Planck Institute
• [国際共同研究] University of Washington(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of Washington
• [雑誌論文] Direct transcriptional activation of BT genes by NLP transcription factors is a key component of the nitrate response in Arabidopsis (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Maekawa S, Konishi M, Yoshioka M, Sasaki Y, Maeda H, Ishida T, Kato Y, Yamaguchi J and Yanagisawa S
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 483 ページ: 380-386
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.12.135
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Arabidopsis CBL-Interacting Protein Kinases Regulate Carbon/Nitrogen-Nutrient Response by Phosphorylating Ubiquitin Ligase ATL31 (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuda S, Aoyama S, Hasegawa Y, Sato T, and Yamaguchi J
  • 雑誌名: Molecular Plant 巻: 10 ページ: 605-618
  • DOI: 10.1016/j.molp.2017.01.005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ubiquitin related enzymes and plant-specific ubiquitin ligase ATL family in tomato plants (2017)
  • 著者名/発表者名: Li X, Hasegawa Y, Lu Y and Sato T
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Ubiquitin signal involved in membrane trafficking for plant environmental stress responses (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeo Sato, Yoko Hasegawa, Shigetaka Yasuda and Junji Yamaguchi
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] 翻訳後修飾による新規植物基幹代謝制御機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤長緒
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会（上田）大会・シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学繊維学部（長野県・上田市）
  • 年月日: 2016-09-01 – 2016-09-03
  • 招待講演
• [学会発表] Arabidopsis CBL-Interacting Protein Kinases Regulate Carbon/Nitrogen-Nutrient Response by Phosphorylating Ubiquitin Ligase ATL31 (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeo Sato, Shigetaka Yasuda and Junji Yamaguchi
  • 学会等名: EMBO conference: The nitrogen nutrition of plants (Nitrogen 2016)
  • 発表場所: Montpellier (France)
  • 年月日: 2016-08-22 – 2016-08-26
  • 国際学会
• [備考] 所属講座穂ホームページ
  • URL: http://www.sci.hokudai.ac.jp/CSF2-web/