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2014 年度 実績報告書

RNA顆粒Pボディーを介した環境応答

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 25120707
研究機関東京大学

研究代表者

渡邊 雄一郎  東京大学, 総合文化研究科, 教授 (60183125)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード環境応答 / 高温ストレス / RNA分解 / プロセッシングボディー / ストレス顆粒 / 翻訳抑制 / 脱キャップ酵素 / シロイヌナズナ
研究実績の概要

翻訳レベルでの遺伝子発現制御に関連した、P-ボディー(PB; DCP1またはDCP2をマーカー)およびストレス顆粒(SG;eIF1A2をマーカー)とよばれる直径約1-2 μmの構造体が細胞質内に存在する。dcp1変異をPDCP1::DCP1:GFP遺伝子で、dcp2変異をPDCP2::DCP2:GFP遺伝子で相補した形質転換体シロイヌナズナ(DCP1-GFP相補体、DCP2-GFP相補体)を用いてP-ボディー、eIF4A2-GFPを導入しストレス顆粒を可視化したそれぞれのシロイヌナズナを用いてSGの解析を行った。PB,SGが種々の環境適応・応答過程に関与しRNA分解や翻訳抑制を介した遺伝子発現機能を明らかにすることを目標とした。
PBを可視化したシロイヌナズナを用いて解析:発芽14日後のDCP1マーカー可視化植物体に高温処理を与えたところ、PBの数、大きさが有意に増加した。DCP2マーカーでもPBが凝集することが確認されるが、平温時では顆粒は認められない。DCP1とDCP2双方でストレスによって挙動が異なることが初めて明らかとなった。40℃高温90分(高温処理)で増加した顆粒の数が一定レベルに達したあと、再度22℃平温に戻すと(高温解除)顆粒数、局在は最初の状態に戻った。高温処理、高温解除の前後でRNA-seq解析を行った。熱ショックタンパク質mRNAなどは高温時に蓄積があがり、解除時に減少した。逆の共同をする遺伝子として細胞壁や細胞膜関連遺伝子群が確認された。相反する挙動をするmRNA種とDCP1/DCP2ボディーの機能関連がいくつか示唆され、カウンターストレス装置としての機能が強く示された。
SG可視化植物をもちいて、非常に厳密に特定の気温(プレート上では34℃)でSGを形成することが明らかとなった。低温や単なる温度差に対しては形成しない。SG植物にEMS処理を施したあとのM2子孫から、高温にさらしてもストレス顆粒形成が起こらない突然変異体が複数単離された。いくつかの変異体では高温耐性が増すことが示された。

現在までの達成度 (段落)

26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

26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 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Diffuse DCP2 Accumulates in DCP1 Granules under Heat Stress in Arabidopsis thaliana.2015

    • 著者名/発表者名
      Motomura, K., Le, Q.T-N., Hamada, T., Kutsuna, N., Mano, S., Nishimura, M., Watanabe, Y.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 56 ページ: 107-115

    • DOI

      10.1093/pcp/pcu151

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Identification of tobacco germin-like protein 1 in leaf intercellular space.2014

    • 著者名/発表者名
      Kishi-Kaboshi, M., Muto, H., Takeda, A., Murata, T., Hasebe, M., Watanabe, Y.
    • 雑誌名

      Plant Physiol Biochem.

      巻: 85 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.plaphy.2014.10.005

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Recovery of dicer-like 1-late flowering phenotype by miR172 expressed by the non-canonical DCL4-dependent biogenesis pathway2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuzuki, M., Takeda, A., Watanabe, Y.
    • 雑誌名

      RNA

      巻: 20 ページ: 1320-1327

    • DOI

      10.1261/rna.044966.114

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Knock-down of Exosome components caused slowing of clocks in Arabidopsis2015

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Watanabe
    • 学会等名
      International Symposium on Molecular Clock
    • 発表場所
      Kyoto Univ. Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-03-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 種子内におけるmiRNAの機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      吉田誠也、濱田隆宏、渡邊雄一郎
    • 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
    • 年月日
      2015-03-17
  • [学会発表] Procesing body response under biotic stress conditions in plants2015

    • 著者名/発表者名
      Risa Shigemasa, Kazuki Motomura, Shigeyuki Betsuyaku, Takahiro Hamada, Yuichiro Watanabe
    • 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
    • 年月日
      2015-03-17
  • [学会発表] From Arabidopsis thaliana to Marchantia polymorpha2014

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Watanabe
    • 学会等名
      Marchantia Workshop 2014
    • 発表場所
      Kobe Univ. Kobe, Japan
    • 年月日
      2014-12-08 – 2014-12-10
    • 招待講演
  • [学会発表] Knock-down of Exosome components caused slowing of clocks in Arabidopsis2014

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Watanabe
    • 学会等名
      Regulatory RNAs / Cell Symposium
    • 発表場所
      Berkeley, CA, USA
    • 年月日
      2014-10-20 – 2014-10-22
  • [図書] 現代生命科学2015

    • 著者名/発表者名
      東京大学生命科学教科書編集委員会(分担執筆)
    • 総ページ数
      190
    • 出版者
      羊土社
  • [備考] 表現型と遺伝子型の接点を探るRNA研究

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/RNAwatanabe/study.html

  • [備考] Health and Security

    • URL

      http://gpes.c.u-tokyo.ac.jp/faculty-staff/health-and-security/yuichiro-watanabe.html

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公開日: 2016-06-01  

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