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2019 年度 実施状況報告書

植物免疫を支える核膜孔を介した新しいクロマチン機能制御

研究課題

研究課題/領域番号 18K06283
研究機関静岡県立大学

研究代表者

田村 謙太郎  静岡県立大学, 食品栄養科学部, 准教授 (40378609)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードシロイヌナズナ / クロマチン / ヌクレオポリン / サリチル酸 / 核膜孔 / 遺伝子発現
研究実績の概要

真核生物を特徴付ける核膜はバリアー機能だけでなく,細胞内情報伝達の場を提供している.核膜孔(Nuclear pore complex, NPC)は進化的に高度に保存された巨大タンパク質複合体で,核ー細胞質間の物質輸送を厳密に制御している.核膜孔複合体は約30種類のヌクレオポリンとよばれるタンパク質群によって形成されている.個々のヌクレオポリンが特異的機能を持つことも知られている.最近,動物や酵母細胞において,核膜孔複合体がクロマチンに直接結合することで遺伝子発現を制御していることが明らかになってきた.しかしながら,高等植物において核膜孔複合体による遺伝子発現の制御系は不明である.
本研究ではクロマチン構造とヌクレオポリンNup136のストレス依存的な相互作用に着目した研究を展開している.本年度は前年度に同定した核膜孔複合体と相互作用する個々の遺伝子群に着目した.これらの遺伝子は全てサリチル酸に応答して発現レベルが上昇することが知られている.Nup136を欠損した変異体ではこれら遺伝子の発現量が野生型よりも抑制されていることを既に明らかにしている.本年度はクロマチン免疫沈降法によってこれら遺伝子との相互作用を調べた.その結果,サリチル酸アナログ処理の依存的にNup136はこれら遺伝子のプロモーター領域との相互作用することを見いだした.これらの結果は植物の核膜孔が特定の遺伝子群の発現量を制御するる新たなシステムの存在を示唆している.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の予定どおり,ヌクレオポリンGFP融合タンパク質を発現する形質転換体を用いた解析から,サリチル酸依存的な核膜孔複合体ー病害応答遺伝子の相互作用を明らかにできた.

今後の研究の推進方策

今後はサリチル酸処理による遺伝子と核膜孔複合体との相互作用を網羅的に明らかにするために,ChIPシーケンス解析をサリチル酸アナログ処理化で行う.

次年度使用額が生じた理由

(理由) サリチル酸アナログ処理の条件検討およびとそれに伴うクロマチン免疫沈降法の最適化に時間がかかったため.

(使用計画)引き続き,核膜孔複合体が相互作用する遺伝子領域の探索と解析の推進のために使用する.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Structural and functional relationships between plasmodesmata and plant endoplasmic reticulum?plasma membrane contact sites consisting of three synaptotagmins2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Kazuya、Tamura Kentaro、Fukao Yoichiro、Shimada Tomoo
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 226 ページ: 798~808

    • DOI

      10.1111/nph.16391

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nuclear pore complex-mediated gene expression in Arabidopsis thaliana2020

    • 著者名/発表者名
      Tamura Kentaro
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 133 ページ: 449~455

    • DOI

      10.1007/s10265-020-01177-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biogenesis of leaf endoplasmic reticulum body is regulated by both jasmonate-dependent and independent pathways2019

    • 著者名/発表者名
      Nakazaki Akiko、Yamada Kenji、Kunieda Tadashi、Tamura Kentaro、Hara-Nishimura Ikuko、Shimada Tomoo
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 14 ページ: 1622982~1622982

    • DOI

      10.1080/15592324.2019.1622982

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comprehensive nuclear proteome of Arabidopsis obtained by sequential extraction2019

    • 著者名/発表者名
      Goto Chieko、Hashizume Shoko、Fukao Yoichiro、Hara-Nishimura Ikuko、Tamura Kentaro
    • 雑誌名

      Nucleus

      巻: 10 ページ: 81~92

    • DOI

      10.1080/19491034.2019.1603093

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of Periplasmic Root-Cap Mucilage in Developing Columella Cells of Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Maeda Kazuki、Kunieda Tadashi、Tamura Kentaro、Hatano Kyoko、Hara-Nishimura Ikuko、Shimada Tomoo
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 60 ページ: 1296~1303

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz047

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Leaf Endoplasmic Reticulum Bodies Identified in Arabidopsis Rosette Leaves Are Involved in Defense against Herbivory2019

    • 著者名/発表者名
      Nakazaki Akiko、Yamada Kenji、Kunieda Tadashi、Sugiyama Ryosuke、Hirai Masami Yokota、Tamura Kentaro、Hara-Nishimura Ikuko、Shimada Tomoo
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 179 ページ: 1515~1524

    • DOI

      10.1104/pp.18.00984

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] A novel candidate for plant lamina component in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tamura
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Plant Nuclear Dynamics
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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