スクロースによる増殖制御におけるシロイヌナズナAtRBR1遺伝子の機能解析

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20570042
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 石川県立大学
• 研究代表者: 関根 政実 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (70226653)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 細胞周期 / シロイヌナズナ / 栄養飢餓 / RNAi

研究概要

植物は動物のように動くことができないため、環境から様々なストレスを受けて生育している。スクロースは主要な光合成産物であり、植物の生育にとって非常に重要な炭素源でもある。したがって、スクロースの状況に応じて増殖を制御することは、植物の発生・成長に不可欠である。本研究では、スクロース飢餓状態での植物細胞の増殖に関して、シロイヌナズナのAtRBR1遺伝子に着目して研究を行った。AtRBR1遺伝子の機能欠損変異体では、雌性配偶体形成に異常が生じるため、RNAiを誘導発現する実験系を構築した。また、比較的均一な細胞集団が得られ、スクロースの濃度設定が容易に調整できるシロイヌナズナ培養細胞を用いることにした。解析の結果、AtRBR1遺伝子はスクロース飢餓によるG1期の停止に必要で、RNAiの誘導発現によりG1期で停止する細胞の割合が大きく低下することが示された。また、スクロースを飢餓状態にして1日以内にAtRBR1タンパク質が、ユビキチン・プロテアソーム系により分解されることが明らかとなり、動物とは異なる制御系の存在が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Key Arabidopsis cell cycle proteins undergo proteasome-mediated degradation during sucrose starvation. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirano, H., Shinmyo, A., Sekine, M.
  • 雑誌名: Plant Physiology and Biochemistry 49 ページ: 687-691
• [雑誌論文] Cryptogein-induced cell cycle arrest at G2 phase is associated with inhibition of cyclin-dependent kinases, suppression of expression of cell cycle-related genes and protein degradation in synchronized tobacco BY-2 cells. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohno, R., Kadota, Y., Fujii, S., Sekine, M., Umeda, M., Kuchitsu, K.
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 52 ページ: 922-932
• [雑誌論文] Both negative and positive G1 cell cycle regulators undergo proteasome-mediated degradation during sucrose starvation in Arabidopsis.
  • 著者名/発表者名: Hirano, H., Shinmyo, A., Sekine, M.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior in press
• [学会発表] Arabidopsis RETINOBLASTOMA-RELATED PROTEIN1 is involved in G1-phase arrest in sucrose starvation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirano, H., Shinmyo, A., Sekine, M.
  • 学会等名: 21^<st> International Conference on Arabidopsis Research.
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
  • 年月日: 20100606-20100610
• [図書] Plant cyclin-dependent kinase activity using immunoprecipitation coupled kinase assay and baculovirus expression system. Methods in Molecular Biology. Plant Kinases: Methods and Protocols. Edited by N. Dissmeyer and A. Schnittger
  • 著者名/発表者名: Harashima, H., Sekine, M.
  • 出版者: Humana Press Inc., Totowa, NJ. in press
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.ishikawa-pu.ac.jp/guidance/teacher/bioproduciton/b_sekine.html