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2021 年度 実績報告書

植物の発生における細胞増殖の周期と変調を司る転写制御機構

公募研究

研究領域細胞システムの自律周期とその変調が駆動する植物の発生
研究課題/領域番号 20H05408
研究機関金沢大学

研究代表者

伊藤 正樹  金沢大学, 生命理工学系, 教授 (10242851)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワード細胞周期 / 細胞分裂 / 転写制御 / シロイヌナズナ
研究実績の概要

DREAM complexは広範囲の細胞周期遺伝子を制御する大きなタンパク質複合体として注目されている。DREAM構成因子の1つをコードするTCXファミリーには、気孔前駆細胞に特異的なSOL1とSOL2が存在する。sol1 sol2二重変異体が気孔前駆細胞の過剰な分裂による特徴的な異常を示すことを明らかにした。flp変異体は同様の特徴的な異常を示し、原因遺伝子FLPはR2R3型Myb転写因子をコードしている。sol1 sol2 flpの三重変異体の解析から、これらの変異が相乗的作用すること、flp myb88二重変異体のトランスクリプトームの変化が、DREAM構成因子の変異により生じる変化と良く一致することから、FLPはDREAM complexに類似した組織特異的な複合体を形成して機能している可能性が考えられた。
GRAS型転写因子SCL28は、細胞サイズを適切にコントロールする制御因子であり、SMRファミリーのCDK阻害タンパク質をコードする複数の遺伝子に直接結合することを明らかにしている。SMRの誘導的過剰発現体では、SMR発現の強さと細胞サイズに相関があることわかった。またsmr多重変異体では、細胞サイズが低下していること、またscl28変異による細胞サイズへの影響が小さくなることがわかった。つまりSCL28は標的遺伝子であるSMRを通じて細胞サイズを制御していることが明らかになった。また、SCL28の発現量が様々に変化した植物を用いて解析したところ、細胞サイズはSCL28の発現量と相関するが、葉一枚当たりの細胞数は、SCL28発現量と逆相関することにより、葉全体の大きさはSCL28の発現量によりあまり影響を受けないことがわかった。この結果から、SCL28は器官全体の成長に影響することなく、定量的に細胞サイズをコントロールすることができる新しい制御因子であることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Royal Holloway University of London(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Royal Holloway University of London
  • [国際共同研究] Biological Research Centre(ハンガリー)

    • 国名
      ハンガリー
    • 外国機関名
      Biological Research Centre
  • [国際共同研究] University of Hamburg(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      University of Hamburg
  • [国際共同研究] Institute of Plant Sciences Paris Saclay(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Institute of Plant Sciences Paris Saclay
  • [雑誌論文] A hierarchical transcriptional network activates specific CDK inhibitors that regulate G2 to control cell size and number in Arabidopsis2022

    • 著者名/発表者名
      Nomoto Yuji、Takatsuka Hirotomo、Yamada Kesuke、Suzuki Toshiya、Suzuki Takamasa、Huang Ying、Latrasse David、An Jing、Gombos Magdolna、Breuer Christian、Ishida Takashi、Maeo Kenichiro、Imamura Miyu、Yamashino Takafumi、Sugimoto Keiko、Magyar Zoltan、Bogre Laszlo、Raynaud Cecile、Benhamed Moussa、Ito Masaki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 ページ: 1660

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29316-2

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of two tobacco genes encoding MYB3R proteins with repressor function and showing cell cycle-regulated transcript accumulation2021

    • 著者名/発表者名
      Takatsuka Hirotomo、Nomoto Yuji、Araki Satoshi、Machida Yasunori、Ito Masaki
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 38 ページ: 269~275

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.21.0224a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphatidylserine Is Required for the Normal Progression of Cell Plate Formation in Arabidopsis Root Meristems2021

    • 著者名/発表者名
      Yamaoka Yasuyo、Shin Seungjun、Lee Yuree、Ito Masaki、Lee Youngsook、Nishida Ikuo
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 62 ページ: 1396~1408

    • DOI

      10.1093/pcp/pcab086

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The DREAM complex represses growth in response to DNA damage in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Lang Lucas、Pettko-Szandtner Aladar、Tuncay Elbasi Hasibe、Takatsuka Hirotomo、Nomoto Yuji、Zaki Ahmad、Dorokhov Stefan、De Jaeger Geert、Eeckhout Dominique、Ito Masaki、Magyar Zoltan、Bogre Laszlo、Heese Maren、Schnittger Arp
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 4 ページ: e202101141

    • DOI

      10.26508/lsa.202101141

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [備考] 植物発生生物学研究室ウェブサイト

    • URL

      http://bio.w3.kanazawa-u.ac.jp/bio-s/plantdev/

  • [備考] 金沢大学ウェブサイト 研究トピック

    • URL

      https://www.kanazawa-u.ac.jp/rd/104214

  • [備考] 日本経済新聞オンライン版 植物細胞を大きくする遺伝子、金沢大学が仕組み一部解明

    • URL

      https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUC142LO0U2A410C2000000/

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公開日: 2022-12-28  

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