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2021 年度 実績報告書

天然物立体異性体を用いる植物ホルモン活性制御

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0162
研究機関東北大学

研究代表者

上田 実  東北大学, 理学研究科, 教授 (60265931)

研究分担者 岡田 憲典  東京大学, 生物生産工学研究センター(現在使用不可), 准教授 (20312241)
高岡 洋輔  東北大学, 理学研究科, 准教授 (80599762)
宮本 皓司  帝京大学, 理工学部, 講師 (90721514)
加治 拓哉  東北大学, 理学研究科, 助教 (80835520)
研究期間 (年度) 2019-02-07 – 2022-03-31
キーワードジャスモン酸 / コロナチン / 立体異性体 / 受容体
研究実績の概要

植物毒素の立体異性体ライブラリーを化学合成によって構築し、これらの植物ホルモン受容体サブタイプへの親和性の網羅的評価と、その生物活性をスペインCNB-CSICとの国際共同研究によって実施した。
立体異性体ライブラリーの評価を、シロイヌナズナ、トマト、イネの3種の植物を用いて行い、核受容体サブタイプにユニークな選択的親和性を示す立体異性体をそれぞれ見出すことに成功した。
コロナ禍において海外渡航が適わず、共同研究形態はネットを通じた情報交換と研究分担、各種研究リソースのやり取りに留まったが、下記のように優れた成果を上げることができた。
本研究では、シロイヌナズナの受容体サブタイプに親和性を示した立体異性体にフォーカスして作用機構の詳細な解析を行った。その結果、植物ホルモン受容体のうち、植物の微生物感染耐性惹起に関与する受容体サブタイプを選択的に活性化する分子の開発に成功した。通常では、植物の病原菌感染耐性は、植物の生長阻害とトレードオフの関係にあるが、本手法ではこれらを切り離して活性化できることが明らかになり、既存の遺伝学的手法と比較して、ケミカルバイオロジー手法の優れた点を示すことができた。本分子はm植物ホルモンのシグナル伝達の内の一部のみを選択的に活性化する一方で、遺伝子発現の抑
制は歩と度起こさないことが明らかになった。これによって、植物の生長防御には、細胞壁の生合成を抑制する遺伝子群の発現が関与することが明らかになった。これらの成果は、現在論文として投稿準備を進めている。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件)

  • [国際共同研究] CNB-CSIC(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      CNB-CSIC
  • [雑誌論文] Protein?protein interactions between jasmonate-related master regulator MYC and transcriptional mediator MED25 depend on a short binding domain2022

    • 著者名/発表者名
      Takaoka Yousuke、Suzuki Kaho、Nozawa Akira、Takahashi Hirotaka、Sawasaki Tatsuya、Ueda Minoru
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 ページ: 101504~101504

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.101504

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Extended JAZ degron sequence for plant hormone binding in jasmonate co-receptor of tomato SlCOI1-SlJAZ2021

    • 著者名/発表者名
      Saito Rina、Hayashi Kengo、Nomoto Haruna、Nakayama Misuzu、Takaoka Yousuke、Saito Hiroaki、Yamagami Souhei、Muto Toshiya、Ueda Minoru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 13612

    • DOI

      10.1038/s41598-021-93067-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Syntheses of dinor-cis/iso-12-oxo-phytodienoic acid (dn-cis/iso-OPDAs), ancestral jasmonate phytohormones of the bryophyte Marchantia polymorpha L., and their catabolites2021

    • 著者名/発表者名
      Wang Jianxin、Sakurai Haruka、Kato Nobuki、Kaji Takuya、Ueda Minoru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 2033

    • DOI

      10.1038/s41598-021-81575-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rational design of a stapled JAZ9 peptide inhibiting protein?protein interaction of a plant transcription factor2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Kaho、Takaoka Yousuke、Ueda Minoru
    • 雑誌名

      RSC Chemical Biology

      巻: 2 ページ: 499~502

    • DOI

      10.1039/D0CB00204F

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deciphering of OPDA signaling components in the momilactone producing Moss Calohypnum plumiforme2021

    • 著者名/発表者名
      H. Inagaki, *K. Miyamoto, N. Ando, K. Murakami, K. Sugisawa, S. Morita, E. Yumoto, M. Teruya, K. Uchida, N. Kato, T. Kaji, Y. Takaoka, Y. Hojo, T. Shinya, I. Galis, A. Nozawa, T. Sawasaki, H.Nojiri, M. Ueda, K. Okada
    • 雑誌名

      Front. Plant Sci.

      巻: 12 ページ: 987

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.688565

    • 査読あり / オープンアクセス

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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