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2021 年度 実績報告書

植物におけるリボソームストレスの感知とその情報伝達機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K06714
研究機関立教大学

研究代表者

堀口 吾朗  立教大学, 理学部, 教授 (70342847)

研究分担者 古賀 皓之  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30783865)
前川 修吾  立教大学, 理学部, 助教 (80711209)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードシロイヌナズナ / リボソーム / NAC型転写因子 / ユビキチンリガーゼ
研究実績の概要

シロイヌナズナをモデルとし、植物のリボソームストレス応答機構の初期過程を明らかにする目的で研究を行った。これまでに、RINGタンパク質の一種であるSZK2およびリボソームタンパク質のRPL12の下流でSZK1をはじめとした4種のNAC型転写因子が発現誘導を受けることが明らかになっていたが、その制御機構は不明であった。
本研究では、リボソームストレスを誘導する変異としてrpl4dを、その形態的アウトプットとしては、as2 rpl4dやas2 rpl4d szk2で観察される葉の向背軸化強度を利用している。最終年度は、as2 rpl4d szk2のサプレッサー、as2 rpl4dのサプレッサーからそれぞれ見出したヒストン脱メチル化酵素、および、リプレッサータイプのNAC型転写因子が複合体を形成し、リボソームストレス応答の負の制御因子として働くことを示した。また、このNAC型転写因子はRPL12とも相互作用することが明らかになった。また、SZK2の相互作用因子候補をIP-MS解析によって同定し、それらの遺伝子をas2 rpl4d szk2において破壊したところ、葉が再び背軸化したため、これらはリボソームストレス応答の負の制御因子であることが示唆された。
研究期間全体を通じて、リボソームストレス応答の初期過程のモデルを立てることができた。すなわち、SZK2がRPL12Bをユビキチン化し、RPL12と相互作用するNAC型転写因子およびJMJの機能を負に制御することで、SZK1等の NAC型転写因子遺伝子の発現誘導を導くモデルを立てることができた。さらに、IP-MS解析や変異株のリシーケンスを通じ、SZK2相互作用因子やリボソームストレス応答の正・負の制御因子を多数同定できた、今後さらに詳細にリボソームストレス応答の分子機構を明らかにする材料を揃えることができた。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 2021

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるプラスチド型および細胞質 型リボソームストレス応答経路の比較解析2022

    • 著者名/発表者名
      長嶋 友美,藤井 佑郁,伊藤 早紀,大城 克友,Zhang Ruiyue,前川 修吾,大林 祝, 杉山 宗隆,塚谷 裕一,堀口 吾朗
    • 学会等名
      第 63 回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] シロイヌナズナ IMPDH とリボソームストレスの関係2021

    • 著者名/発表者名
      前川 修吾,西川 幾人,堀口 吾朗
    • 学会等名
      日本植物学会第 85 回大会

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公開日: 2022-12-28  

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