Study on the mechanism of nutrient recognition and coordination of nutrient response in plants

植物养分识别与协调养分响应机制研究

• 批准号: 19H05637
• 负责人: 藤原 徹
• 金额: $ 128.04万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-06-26 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H05637/
• 关键词: 栄養感知機構; 下流現象; 成長制御; 数理モデル; リボソーム

本研究では栄養感知の分子機構の解明と感知に伴って起こる現象の普遍的な解析を(1)細胞内、(2)細胞膜、(3)細胞壁の3つコンパートメントごとに進めきている。本年度の成果の概略を記す。(1)細胞内感知機構の構造的理解としてはリボソーム構造解析の結果に基づき、翻訳停止プロセスで起こる反応についてのホウ素の影響について生化学解析を進めたところ、ホウ素濃度がAUGUAA上で停止したリボソームにおけるアミノアシルtRNAの分解に影響を及ぼすことが明らかになった。また、ホウ素依存的なAUGUAA配列での翻訳停止現象に異常を示す変異株については原因遺伝子を明らかにし、当該遺伝子のコードするタンパク質と翻訳反応、mRNA分解反応との関係を解析した。その結果原因遺伝子の一つがAUGUAAを持つmRNA上で停止したリボソームの周辺でmRNAを切断する可能性を持っていることを明らかにした。また、翻訳制御に伴って分解されるmRNAの分解断片の役割についても検討を行った。細胞内のホウ素濃度によって翻訳制御を受けるNIP5;1遺伝子は転写もホウ素で影響されることが明らかになり、さらにこの転写制御にmRNAの分解断片が関与している可能性が明らかになった。(2)細胞膜：細胞膜に局在するホウ素輸送体BOR1はホウ素濃度が高まると細胞内に選択的に取り込まれ分解される。昨年度までのBOR1変異タンパク質のホウ素条件に応じた蓄積変化の観察に加えて、BOR1と相互作用するタンパク質を解析するための各種系統などの整備を進めた。(3)細胞壁：ホウ素欠乏での生育が野生型よりも優れた複数のシロイヌナズナ変異株について、ペクチン含量等に異常があることが見出されている。本年度は昨年度までに解析が進んでいなかった変異株について、原因遺伝子やその遺伝子産物の機能についての推定を進めた。

This study is aimed to elucidate the molecular mechanisms of sensory maintenance and perception, and to elucidate the common mechanisms of sensory initiation: (1) intracellular,(2) cell membrane, and (3) cell wall. A summary of the results for the year is provided. (1)The understanding of the structure of the intracellular sensory machinery and the results of the analysis of the structure of the cellular sensory machinery are based on the analysis of the effects of the activation of the intracellular sensory machinery and the biochemical analysis of the intracellular sensory machinery and the effects of the activation of the intracellular sensory machinery and the activation of the intracellular sensory machinery. To analyze the relationship between gene expression and mRNA decomposition in the presence of a gene, the cause of the gene expression in the presence of a gene, and the abnormality of the gene dependent AUGUAA alignment. The reason for this is that the AUGUAA gene is not present on the mRNA, and the mRNA is not present on the mRNA. In addition, the gene expression of the mRNA is regulated by gene expression. NIP5;1. The possibility of gene expression in the intracellular protein concentration and mRNA fragmentation is also discussed. (2)Cell membrane: cell membrane in the presence of BOR1 high in the concentration of BOR1 and intracellular in the presence of BOR1 BOR1 is a variety of different quality factors, such as accumulation, addition, BOR1 interaction, quality analysis, etc. (3)The cell wall: lack of protein, fertility, wild-type, excellent, multiple, mutant, mutant, This year, the analysis of the difference between the previous year and the previous year has been carried out. The function of the genetic product has been estimated.

项目成果

Involvement of NGATHA-Like 1 Transcription Factor in Boron Transport under Low and High Boron Conditions

NGATHA-Like 1 转录因子参与低硼和高硼条件下的硼转运

• DOI: 10.1093/pcp/pcac099
• 发表时间: 2022
• 期刊: Plant and Cell Physiology
• 影响因子: 4.9
• 作者: Tsednee,M.;Tanaka;M.;Fh Giehl;R.;von Wirテゥn;N. and Fujiwara;T.
• 通讯作者: T.

Establishment of a genetically encoded magnesium sensor in Arabidopsis thaliana

拟南芥基因编码镁传感器的建立

• 发表时间: 2021
• 作者: Danhan Peng;Zhihang Feng;Takehiro Kamiya;Toru Fujiwara
• 通讯作者: Toru Fujiwara

ホウ酸トランスポーター BOR1 の偏在制御におけるリン酸化の役割の解析

磷酸化在调节硼酸转运蛋白 BOR1 普遍性中的作用分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Konishi Hiroyuki;Okamoto Takayuki;Hara Yuichiro;Komine Okiru;Tamada Hiromi;Maeda Mitsuyo;Osako Fumika;Kobayashi Masaaki;Nishiyama Akira;Kataoka Yosky;Takai Toshiyuki;Udagawa Nobuyuki;Jung Steffen;Ozato Keiko;Tamura Tomohiko;Tsuda Makoto;Yamanaka Koji;Ogi ;室 啓太，清水 優大，荻野 由香，堀 千明，高須賀 太一，笠井 光治，藤原 徹，高野 順平
• 通讯作者: 室 啓太，清水 優大，荻野 由香，堀 千明，高須賀 太一，笠井 光治，藤原 徹，高野 順平

The Arabidopsis PrmC/MTQ2/HemK homolog physically associates with an ER-localized Mg transporter and is required for plant low-Mg adaptation

拟南芥 PrmC/MTQ2/HemK 同源物与内质网定位的镁转运蛋白物理结合，是植物低镁适应所必需的

• 发表时间: 2020
• 作者: Zhihang Feng;et al.
• 通讯作者: et al.

ホウ酸トランスポーターの偏在・分解を制御するエンドメンブレンシステム

控制硼酸盐转运蛋白不均匀分布和分解的内膜系统

• 发表时间: 2020
• 作者: 高野順平