微生物型二成分情報伝達機構の集大成

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24380046
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 水野 猛 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (10174038)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 環境応答 / 二成分制御系 / 高等植物 / 植物ホルモン / 概実時計 / 植物の光応答

研究概要

二成分情報伝達(TCS)系は進化的に保存され、全ての原核生物（バクテリア・古細菌）の環境応答機構に活用されているのみならず、酵母・カビなどの真核微生物にも広く認められる。言いかえれば、TCS系は微生物に見られる最も普遍的で多様化した環境シグナル検知・細胞内情報伝達機構である。従って、TCS系の包括的理解は、環境応答機構や遺伝子発現制御機構といった基礎生物学の基本命題としての重要性のみならず、TCS系に着目した応用微生物学を進展させる為の基盤研究としての重要性は明らかである。以上のような本研究課題の目的と意義に従い、平成２５年度は以下のような実績をあげた。
（１）ナズナにおけるTCS系を介した成長ホルモン・サイトカイニン応答の包括的解析ーーナズナにおけるサイトカイニン応答性遺伝子発現ネットワークを包括的に理解するために、既に全遺伝子セットDNAアレイを用いたトランスクリプトーム解析を完了している。これを基盤に、候補遺伝子群に関して包括的な機能解析を分子遺伝学的に行うことでサイトカイニンを介して統御される植物高次機能の実体を総合的に把握する。特に、組織・器官分化に焦点をあてた。
（２）ナズナにおけるTCS系関連因子と時計機構の分子遺伝学的解析ーー高等植物におけるTCS系の最も特徴的な点は「光シグナル伝達と時計機構」にTCS系が進化的に洗練されたかたちで組み込まれている点である。既に申請者らはその遺伝的実体を明らかにしている。そこで、これら植物に固有の時計関連TCS系の解析を行う

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

今までに以下の具体的成果を上げることができた。
（１）シロイヌナズナ（高等植物）の成長を制御する重要なホルモンであるサイトカイニンの受容体（TCS関連因子）を同定し情報伝達分子機構の概要を明らかにした。
（２）シロイヌナズナ（高等植物）の環境応答を制御する重要なメカニズムであるが概日時計を構成する重要な遺伝子群（TCS関連因子）を見出し、その分子機能を明らかにした。
以上のことから本研究課題の計画は概ね順長に進んでいると判断した。

今後の研究の推進方策

研究計画は概ね順調に進でいるので、申請書で計画した以下の平成２６年度課題を遂行する。
１）　ナズナにおけるTCS系関連因子と時計機構の更なる分子遺伝学的解析
２）　ミヤコグサを対象としたTCS系の機能解析
３）成果の知的財産の構築・共有・社会発信
以上、本研究課題の最終年度であることを意識した取りまとめを行う。

次年度の研究費の使用計画

該当なし
該当なし

研究成果

• [雑誌論文] Circadian clock and PIF4-mediated external coincidence mechanism coordinately integrates both of the cues from seasonal changes in photoperiod and temperature to regulate plant growth in Arabidopsis thaliana. (2013)
  • 著者名/発表者名: (300) Nomoto, Y., Kubozono, S., Miyachi, M., Yamashino, T., Nakamichi, N., Mizuno, T.
  • 雑誌名: Plant Signaling Behavior. 巻: 8 ページ: 1-5
  • DOI: doi:pii: e22863
  • 査読あり
• [雑誌論文] Verification at the protein level of the PIF4-mediated external coincidence model for the temperature-adaptive photoperiodic control of plant growth in Arabidopsis thaliana. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamashino, T., Nomoto, Y., Lorrain, S., Miyachi, M., Ito, S., Nakamichi, N., Fankhauser, C., Mizuno, T.
  • 雑誌名: Plant Signaling Behavior. 巻: 8 ページ: 1-6
  • DOI: doi:pii: e23390.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clock-Controlled and FLOWERING LOCUS T (FT)-Dependent Photoperiodic Pathway in Lotus japonicus I: Verification of the Flowering-Associated Function of an FT Homolog (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamashino, T., Yamawaki, S., Hagui, E., Ueoka-Nakanishi, H., Nakamichi, N., MIZUMO, T.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 77 ページ: 747-753
  • DOI: DOI: 10.1271/bbb.120871
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clock-Controlled and FLOWERING LOCUS T (FT)-Dependent Photoperiodic Pathway in Lotus japonicus II: Characterization of a microRNA Implicated in the Control of Flowering Time. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamashino, T., Yamawaki, S., Hagui, E., Ueoka-Nakanishi, H., Nakamichi, N., MIZUMO, T.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 77 ページ: 1179-1185
  • DOI: DOI: 10.1271/bbb.120872
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcription of ST2A Encoding A Sulfotransferase Family Protein That Is Involved in Jasmonic Acid Metabolism Is Controlled According to the Circadian Clock- and PIF4/PIF5-Mediated External Coincidence Mechanism in Arabidopsis thaliana. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamashino, T., Kitayama, M., Mizuno. T.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 77 ページ: 2454-2450
  • DOI: DOI: 10.1271/bbb.130559
  • 査読あり
• [学会発表] Ambient temperature signal feeds into the circadian clock transcriptional circuitry through the EC nighttime repressor in Arabidopsis thaliana
  • 著者名/発表者名: 山篠 貴史,野本 友司,水野 猛
  • 学会等名: 第５５回日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] Temperature signal feeds into the circadian clock through the evening complex to regulate PIF4-dependent temperature-adaptive control of hypocotyl elongation in Arabidopsis thaliana
  • 著者名/発表者名: 野本 友司,山篠 貴史,水野 猛
  • 学会等名: 第５５回日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 富山大学
• [備考] 名古屋大学生命農学研究科ゲノム情報機能学研究室
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~microbio/