2024 Fiscal Year Final Research Report

Transcription start site control mechanism supporting plant resilience to fluctuating environments

Planned Research

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Project Area	Multi-layered regulatory system of plant resilience under fluctuating environment
Project/Area Number	20H05906
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (III)
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	Matsushita Tomonao 京都大学, 理学研究科, 教授 (20464399)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	多田安臣名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (40552740) 関根俊一国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (50321774) 花田耕介九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (50462718) 鈴木孝征中部大学, 応用生物学部, 教授 (50535797) 関真秀東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任准教授 (90749326)
Project Period (FY)	2020-11-19 – 2025-03-31
Keywords	転写開始点制御 / 植物 / 環境応答 / 不均一光環境
Outline of Final Research Achievements	The light environment surrounding plants is spatiotemporally heterogeneous, with sunflecks representing a prime example. To cope with such heterogeneous and highly dynamic fluctuations in light conditions, sessile plants must expand their adaptive capacity through diversification of the proteome mediated by transcription start site (TSS) changes. We have previously demonstrated the importance of this mechanism in environmental adaptation of plants (Cell, 2017). In this study, we focused on TSS regulation in response to light environmental stimuli as a plant-specific proteome-diversification mechanism during adaptation to heterogeneous light conditions, and we successfully elucidated its molecular framework.
Free Research Field	植物分子生理学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	同規模の転写開始点変化は、光環境刺激に限らず、その他の多様な環境刺激やシグナルに応じて、真核生物において共通の分子機構で起こるものである可能性が高いと考えられるため、本研究によって明らかとなったその分子機構は、1つの遺伝子から機能の異なる複数のタンパク質を生み出す普遍的な仕組みを世界に先駆けて明らかにすることとなり、生物学上の大きな進歩となることは間違いない。また、本基礎研究の成果は、「遺伝子発現制御」という一般的な概念に新たな次元をもたらすことで、将来的には教科書に記載されるなどして、科学的啓発という観点から社会・国民に広く還元されるものと考えられる。