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2011 年度 実績報告書

低温シグナル伝達因子ICE1の活性化に関わる分子機構の解明

公募研究

研究領域植物の環境感覚:刺激受容から細胞応答まで
研究課題/領域番号 23120503
研究機関筑波大学

研究代表者

三浦 謙治  筑波大学, 生命環境系, 助教 (00507949)

キーワード転写因子ICE1 / MYC型転写因子 / 低温シグナル伝達 / 低温応答 / ICE1過剰発現 / 抗酸化物質
研究概要

1、ICE1相互作用因子を酵母2ハイブリッドスクリーニングにより単離した。その中に、転写因子MYC67,70,71が含まれていた。そこで、これらのMYCタンパク質の過剰発現体及び変異株を作製して、低温耐性及び低温応答性遺伝子の発現を調べた。これらの変異株では低温耐性が上昇し、低温応答性遺伝子の発現が上昇することが明らかとなった。逆に過剰発現体では低温感受性を示し、遺伝子発現の減少が見られたことから、MYC67,70,71転写因子は低温シグナル及び低温耐性を負に調節していることが示された。これらMYC転写因子がDREB1Aのプロモーター領域に結合することをChIP(クロマチン免疫沈降)アッセイにより明らかにした。詳細な結合部位を調べるため、MYC67及びMYC70に関してEMSA(電気泳動移動度シフト解析)を行ったところ、MYC67及びMYC70はDREB1Aプロモーター上に存在するMYC認識部位(CANNTG)を認識することが明らかとなった。この部位はICE1も結合することが知られていることから、MYC67,70はMYC認識部位においてICE1と結合し、ICE1の機能を:負に調節しているものと考えられる。
2、ICE1の機能的保存性を明らかにする目的で、トマトからICE1を単離して、過剰発現トマトを作製した。ICE1過剰発現トマトでは低温に対する耐性が上昇し、低温応答1生遺伝子の発現も上昇した。更に低温応答で誘導されるビタミンC、リコピン、βカロテン等の抗酸化物質の蓄積もICE1過剰発現トマトでは、通常状態においても蓄積が上昇することが明らかとなった。また、メタボローム解析を行ったところ、糖やアミノ酸の蓄積上昇が見られた。これらのことから、トマトにおいてもICE1は低温耐性に関わること、また抗酸化物質の蓄積に関与することが明らかとなった。

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

ICE1相互作用因子としてMYC型転写因子MYC67,70,71及びMAPキナーゼの解析をあげているが、MYC型転写因子に関しては、DREB1Aとの結合を明らかにし、生化学的な研究に関してデータが揃ってきている。最終的に詰めの実験が必要であるが、論文化にできるまでにデータが蓄積してきたことから、おおむね順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

今後、MYC型転写因子に関してはEMSAアッセイにおいて、competitionアッセイを行い、実際に結合していることを明らかにする。また、タンパク質の作製に至っていないMYC71に関しては、他の方法でタンパク質を作製してEMSAアッセイを行う。MAPキナーゼに関しては、変異株の単離をしており、変異株における低温応答について調べる。また、このキナーゼが実際にICE1のリン酸化に関わっているかをin vitroアッセイを行う。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] SIICE1 encoding a MYC-type transcription factor controls cold tolerance in tomato, Solanum lycopersicum2012

    • 著者名/発表者名
      Miura K, et al
    • 雑誌名

      Plant Biotechnol

      巻: 29(In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accumulation of antioxidants and antioxidative activity are enhanced by a transcription factor SIICE1 in tomato, Solanum lycopersicum2012

    • 著者名/発表者名
      Miura K, et al
    • 雑誌名

      Plant Biotechnol

      巻: 29(In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Abiotic Stress and Role of Salicylic Acid in Plants2011

    • 著者名/発表者名
      Hara M, Furukawa J, Sato A, Mizoguchi T, Miura K
    • 雑誌名

      Abiotic Stress Responses in Plants : Metabolism, Productivity, and Sustainability

      巻: 13 ページ: 235-251

    • DOI

      doi:10.10007/978-1-4614-0634-1_13

  • [学会発表] Regulatory mechanisms of ICE1 for cold signaling and tolerance2012

    • 著者名/発表者名
      三浦謙治
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Plant Environmental Sensing
    • 発表場所
      東大寺総合文化センター(奈良)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-20
  • [学会発表] 低温シグナル伝達因子ICE1と相互作用するカルモジュリン様タンパク質の解析2012

    • 著者名/発表者名
      芝勇人、中澤真知子、Mickael Lissarre、三浦謙治
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都)
    • 年月日
      2012-03-18
  • [学会発表] MYC-type transcription factor MYC67 and MYC70, interactors of ICE1, negatively regulate cold signaling and tolerance in Arabidopsis2012

    • 著者名/発表者名
      三浦謙治、太田賢、佐藤愛子
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都)
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] ICE1を中心とした低温シグナル伝達機構の解明2011

    • 著者名/発表者名
      三浦謙治、太田賢、芝勇人、中澤真知子、Mickael Lissarre
    • 学会等名
      新学術領域「植物の環境感覚」第2回若手の会
    • 発表場所
      琵琶湖ラフォーレ(滋賀)
    • 年月日
      2011-10-25
  • [学会発表] 低温シグナル伝達因子ICE1の活性化機構の解明2011

    • 著者名/発表者名
      芝勇人、三浦謙治
    • 学会等名
      新学術領域「植物の環境感覚」第2回若手の会
    • 発表場所
      琵琶湖ラフォーレ(滋賀)
    • 年月日
      2011-10-24
  • [備考]

    • URL

      http://www.gene.tsukuba.ac.jp/~kmiura/

  • [備考]

    • URL

      http://wakate.biol.tsukuba.ac.jp

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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