植物の概日時計を介した低温ストレス耐性獲得の分子機構の解明

通过生物钟阐明植物获得冷胁迫耐受性的分子机制

• 批准号: 21K06209
• 负责人: 城所 聡
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology (2022)The University of Tokyo (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06209/
• 关键词: 植物; 温度ストレス応答; 低温; 概日時計; 環境応答; 低温ストレス応答; 翻訳後制御

モデル植物シロイヌナズナの概日時計において中心的な役割を持つMYB様転写因子であるCCA1について、低温ストレスに応答したタンパク質分解の制御メカニズムを明らかにするため、前年度に行ったCCA1相互作用因子の探索により同定された２つのE3ユビキチンリガーゼ(以下、CCA1-interacting E3 ubiquitin ligase = CUL1、CUL2と表記する)の機能解析を進めた。まず、酵母ツーハイブリッド法を用いてCUL1、CUL2とCCA1との相互作用の確認を行った。その結果、CUL1の全長およびC末端側断片、CUL2のC末端側断片についてCCA1全長との間に相互作用が確認された。次にCUL1とCUL2の組織特異性を調べるために、プロモーター-GUSを発現する形質転換シロイヌナズナを作出し解析した結果、CUL1は主に地上部の維管束組織、CUL2は地上部全体において強い染色が見られた。またCUL1とCUL2の細胞内局在を調べるために、GFPとの融合タンパク質を発現する形質転換シロイヌナズナを作出し解析した結果、CUL1は核の辺縁部、CUL2は核内において蛍光が見られた。CUL2については核内で強い蛍光を発する箇所が顆粒状に見られた。植物体におけるCUL1およびCUL2の機能を解析するため、各遺伝子のT-DNA挿入変異体cul1およびcul2を単離した。これらの植物を12時間ごとの明暗周期で生育させた結果、cul2変異体では野生型植物体に比べて胚軸が伸長した。

モ デ ル plant シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ の is day hour meter に お い て な battle in the center of the cut を hold つ MYB others planning to write factor で あ る CCA1 に つ い て, low temperature ス ト レ ス に 応 answer し た タ ン パ ク qualitative decomposition の suppression メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に す る た め line, before the year に っ た CCA1 interaction factor の explore に よ り with fixed さ れ た 2 つ の E3 ユ Youdaoplaceholder0 リガ リガ ゼ ゼ(the following CCA1-interacting E3 ubiquitin ligase = CUL1, CUL2と notation する) <s:1> function analysis を into めた. ま ず, yeast ツ ー ハ イ ブ リ ッ を ド method with い て CUL1, CUL2 と CCA1 と の interaction の confirm line を っ た. Length そ の results, CUL1 の お よ び C terminal side fragment, CUL2 の C terminal side fragment に つ い て CCA1 span と に interaction between の が confirm さ れ た. Time に CUL1 と CUL2 の tissue specificity を adjustable べ る た め に, プ ロ モ ー タ ー - GUS を 発 now す る form quality planning in シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ を make し parsing し た results, CUL1 は main に aboveground の vascular tissue, CUL2 は aboveground all に お い て strong い dyeing が see ら れ た. ま た CUL1 と CUL2 の cells inside bureau in を adjustable べ る た め に, GFP と の fusion タ ン パ ク qualitative を 発 now す る form quality planning in シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ を make し parsing し た results, CUL1 は nuclear の 辺 try department, CUL2 は intranuclear に お い て 蛍 が of light ら れ た. CUL2 に つ い て は intranuclear で strong い 蛍 light を 発 す る a が by granular に see ら れ た. Plant に お け る CUL1 お よ び CUL2 の function analytical す を る た め, all survived 伝 の scions into - T - DNA variants CUL1 お よ び CUL2 を 単 from し た. こ れ ら の plant を 12 time ご と の cycle of light and shade で fertility さ せ た results, cul2 - variant で は wild-type plants に than べ て hypocotyl elongation し が た.

项目成果

シロイヌナズナの概日時計関連転写因子群を介した温度ストレス耐性遺伝子発現制御の解析

拟南芥生物钟相关转录因子介导的温度胁迫耐受基因表达调控分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 城所聡;神浦泉;林健太郎;相馬史幸;鈴木孝征;篠崎一雄;篠崎和子
• 通讯作者: 篠崎和子

Post-translational regulation of multiple clock-related transcription factors in Arabidopsis triggers cold-inducible gene expression

拟南芥中多个时钟相关转录因子的翻译后调控触发冷诱导基因表达

• 发表时间: 2021
• 作者: Satoshi Kidokoro;Kentaro Hayashi;Hiroki Haraguchi;Tomona Ishikawa1;Fumiyuki Soma1;Izumi Konoura1;Satomi Toda1;Takamasa Suzuki;Junya Mizoi;Kazuo Shinozaki;Kazuko Yamaguchi-Shinozaki
• 通讯作者: Kazuko Yamaguchi-Shinozaki

高等植物の低温ストレスに対する初期応答の分子機構の解明

阐明高等植物早期响应低温胁迫的分子机制

• 发表时间: 2022
• 期刊: 低温生物工学会誌
• 作者: 小柴和子;小柴和子;杉山 ユキ;城所聡
• 通讯作者: 城所聡

シロイヌナズナの概日時計関連転写因子群を介した低温ストレス誘導性遺伝子発現制御の解析

拟南芥生物钟相关转录因子介导的冷应激诱导基因表达调控分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 城所聡;神浦泉;林健太郎;相馬史幸;鈴木孝征;篠崎一雄;篠崎和子
• 通讯作者: 篠崎和子