NAC転写因子複合体の作用機構と生物学的な役割

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25840098
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 山口 雅利 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20373376)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: NACドメイン転写因子 / タンパク質相互作用 / 道管分化

研究実績の概要

NAC転写因子ファミリーは、植物の成長過程において様々な制御に関わっていることが明らかになっている。NAC転写因子である、VND-INTERACTING2 (VNI2)は道管分化マスター因子であるNAC転写因子VND7の相互作用因子として同定された。またVNI2は、発現解析や他のグループの報告より、道管分化以外の様々な制御機構に関与することが示唆されていた。そこで、道管形成以外の役割を明らかにする目的で、VNI2と相互作用する因子の探索を行なった結果、これまでに30ものNAC転写因子が単離された。
今年度は、得られたNAC転写因子について、転写活性能を持つか評価するため、相互作用因子として単離されたNAC転写因子にGAL4-BDを融合させたコンストラクトを作製し、シロイヌナズナ培養細胞より調整したプロトプラスト細胞を用いて一過的発現解析を行なった。25個の転写因子について解析を行なった結果、転写活性能を持つものが10個、転写抑制能を持つものが５個、有為な転写活性を持たないものが10個存在することが明らかとなった。次に転写活性能を有しており、かつこれまでに研究報告があるNAC転写因子について、下流遺伝子のプロモーターをクローニングし、それらをレポーターとして一過的発現を行なった。その結果、少なくとも２つのNAC転写因子について用いたレポーターに対する転写活性能を有することが確認された。そこで、このレポーターを用いて、VNI2による影響を解析したところ、VNI2を同時に導入することで、2つのNAC転写因子の転写活性は有為に抑えられることが明らかとなった。
T-DNA挿入変異体について、相同性が高い遺伝子、もしくはvni2との多重変異体の作出を行なった。vni2変異体は環境ストレス応答に異常を示すことが報告されており、相互作用の生物学的役割を解明するための評価条件を検討した。その結果、塩ストレス処理後にクロロフィル量を測定することで、定量可能であることを見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] Metabolic alterations in leaves of oxalate-rich plant Rumex obtusifolius L. irradiated by gamma rays. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kitano S, Miyagi A, Oono Y, Hase Y, Narumi I, Yamaguchi M, Uchimiya H, Kawai-Yamada M
  • 雑誌名: Metabolomics 巻: 11 ページ: 134-142
  • DOI: doi: 10.1007/s11306-014-0684-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multiple classes of transcription factors regulate the expression of VASCULAR-RELATED NAC-DOMAIN7, a master switch of xylem vessel differentiation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Endo H, Yamaguchi M, Tamura T, Nakano Y, Nishikubo N, Yoneda A, Kato K, Kubo M, Kajita S, Katayama Y, Ohtani M, Demura T
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 56 ページ: 242-254
  • DOI: doi: 10.1093/pcp/pcu134
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Arabidopsis NAC domain proteins VND-INTERACTING1 and ANAC103 interact with multiple NAC domain proteins. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M, Nagahage ISP, Ohtani M, Ishikawa T, Uchimiya H, Kawai-Yamada M, Demura T
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 32 ページ: 印刷中
  • DOI: doi: 10.5511/plantbiotechnology.15.0208a
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] RING finger proteins regulate protein stability of VNI2. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M
  • 学会等名: Front Lines of Plant Cell Wall Research
  • 発表場所: Todaiji temple (Nara, Nara, Japan)
  • 年月日: 2015-03-20 – 2015-03-21
• [学会発表] 道管形成を負に制御する転写抑制因子VNI2のタンパク質制御機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北川純子、松田浩平、加藤晃、川合真紀、出村拓、山口雅利
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都、世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] BRITTLE CULM 4 mutant decreases in secondary cell wall formation in rice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M, Sato A, Yoshimura M, Kurata T, Kawai-Yamada M, Kawasaki S, Tsumuraya Y, Kotake T
  • 学会等名: 5th International Conference Plant Cell Wall Biology 27-31- July 2014
  • 発表場所: Hotel Grand Chancellor Palm Cove (Palm Cove, Queensland, Australia)
  • 年月日: 2014-07-27 – 2014-07-31
• [備考] TOP of 山口研究グループ
  • URL: http://park.saitama-u.ac.jp/~myamaguchi/index.html