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2015 年度 実施状況報告書

植物のエンドサイクル制御の分子基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26840096
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

高橋 直紀  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (40553623)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード植物ホルモン / 細胞周期 / 根 / エンドサイクル / 環境ストレス
研究実績の概要

現在までに、細胞分裂周期からDNA倍加周期(エンドサイクル)への転換には、E3リガーゼAPC/Cの活性化因子であるCCS52A1が重要な役割を果たしているとが知られている。そして今までに、CCS52A1遺伝子の転写制御には、植物ホルモンのサイトカイニンによるシグナル伝達が直接制御していることを明らかにしている。昨年度までに、植物は環境ストレス(特に、DNA損傷ストレス)を受けると、根の移行領域でサイトカイニン生合成遺伝子の発現を活性化させることで、内在性のサイトカイニン量を増加させることを見出している。さらに、サイトカイニン量の増加がCCS52A1遺伝子の発現を誘導することで、細胞分裂周期からエンドサイクルへの移行を促進していることを明らかにした。今年度は、根端での細胞分裂の促進に働くオーキシンとの関係を調べたところ、植物はDNA損傷ストレスを受けるとオーキシンシグナルが低下することを発見した。特に、オーキシンの輸送に関わる多くのPIN遺伝子群の発現が顕著に低下していることを見出した。さらに、オーキシンシグナルの低下には、根でのサイトカイニンシグナルの活性化が関与していることを明らかにした。これらの結果から、植物は環境ストレスを受けると、根でのサイトカイニンおよびオーキシンシグナルの活性を変化させることで、エンドサイクルへの移行を制御していることが考えられる。

現在までの達成度 (区分)
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

植物ホルモン(オーキシン、サイトカイニン)シグナルの活性変化させることにより、外部環境に合わせた植物のエンドサイクル制御を明らかにすることが出来たことから、本研究計画はスムーズに進行している。

今後の研究の推進方策

エンドサイクル制御には、オーキシンやサイトカイニン以外の植物ホルモンも関与していることが示唆されている。今後は、他の植物ホルモンにも注目し、エンドサイクルとの関係を明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

平成27年度に、今までの結果を基に学会発表および論文発表を行う予定であったが、論文の修正に予定より時間がかかったため、未使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

学会発表および論文発表を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 植物のDNA損傷応答2016

    • 著者名/発表者名
      高橋直紀、梅田正明
    • 雑誌名

      生物と化学

      巻: 54 ページ: 123-129

  • [学会発表] DNA double-strand breaks suppress root growth by enhancing cytokinin biosynthesis in Arabidopsis thaliana2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takahashi, Masaaki Umeda
    • 学会等名
      Plant Genome Stability and Change 2016
    • 発表場所
      湘南国際村センター・神奈川県三浦郡葉山町
    • 年月日
      2016-07-07 – 2016-07-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Genome Integrity in root stem cells under DNA stress2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takahashi, Keisuke Fujimoto, Masaaki Umeda
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学・岩手県盛岡市
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
    • 招待講演
  • [学会発表] 根端分裂組織のサイズ制御機構2015

    • 著者名/発表者名
      高橋直紀、丸池加奈子、高塚大知、梅田正明
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ・新潟県新潟市
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-08
    • 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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