多様な生物におけるHis・Aspリン酸リレー型シグナル伝達の普遍的分子機構

His/Asp磷酸中继信号转导在多种生物体中的普遍分子机制

• 批准号: 12142201
• 负责人: 水野 猛
• 金额: $ 71.87万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12142201/
• 关键词: シグナル伝達; 高等植物; リン酸リレー; 時計分子機構; 光形態形成; 開花制御; 情報伝達; 大腸菌; 分裂酵母; シロイヌナズナ; ホルモン応答; ヒスチジンキナーゼ; His-Aspリン酸リレー; センサー; サイトカイニン; 転写因子

本研究計画に関して、本年度は高等植物(シロイヌナズナ)の時計分子機構に関して詳細な研究を行った。我々は既に時計の中心振動体を形成する一連の遺伝子群(PRR1/PRR3/PRR5/PRR7/PRR9)を発見し、その機能解析を主に遺伝学的に方法で行ってきた。本年度は、PRR7/PRR5、PRR9/PRR7、PRR9/PRR5、及びPRR9/PRR7/PRR5からなる二重及び三重遺伝子欠損植物体を作出して時計関連の表現型を詳細に解析した。その結果、PRR9/PRR7二重遺伝子欠損植物体は長周期(時計が一日30時間で動く)、一方、PRR7/PRR5二重遺伝子欠損植物体は単周期(時計が一日19時間で動く)という両極端の性質を示すことが明らかになった。次いで、PRR9/PRR7/PRR5の三重遺伝子欠損体を作成したところ、この植物がもつ時計はほぼ動かなくなってしまった。このことは、これらの遺伝子か時計の進行スピードを制御する中心振動体の一部(部品)をコードしていることを強く示唆している。これらの結果をもとに、我々は高等植物の生物時計の分子機構に関して新しいモデルを提唱した。また、これらの時計欠損植物体では、開花時期(どの季節に花が咲くか)の制御にも欠陥が生じ、開花時期が大幅に遅延した。また、一般に高等植物は赤色の光に敏感に反応して自らの背丈の伸張や形態を変化させるが(環境への適応)、変異体植物では赤色の光に対する感受性が大きく損なわれていた。このようなことから、本研究計画で我々が解析を進めてきたPRR遺伝子群は、高等植物の高次機能の一つである生物時計(花時計)やそれと関連した開花・結実時期の制御(花時計)、及び光形態形成に深く関わっていることが明らかとなった。また、我々はこれらモデル植物(シロイヌナズナ)に加えて有用穀物(イネ)のPRR時計遺伝子群の解析も平行して行った。その結果、イネにも同様の働きをする時計遺伝子群(OsPRR)が存在することを見いだした。従って、今回我々が提唱した新しい時計分子モデルは色々な高等植物に広く適用できると考えられ、植物バイオサイエンスにおける応用・展開研究に関しても重要な知識基盤となると考えられる。

This research project aims to conduct a detailed study on chronology molecular mechanism of higher plants this year. We have developed a series of genetic subgroups (PRR1/PRR3/PRR7/PRR9) for the formation of the central oscillator of the clock, and carried out a series of functional analysis and genetic analysis methods. This year, the phenotype of PRR7/PRR5, PRR9/PRR7, PRR9/PRR5, and PRR9/PRR7/PRR5 was analyzed in detail. As a result, PRR9/PRR7 double heritage defective plants have a long cycle (counting 30 times a day), and PRR7/PRR5 double heritage defective plants have a long cycle (counting 19 times a day). The third generation of PRR9/PRR7/PRR5 is not damaged, and the plant is not moved. A part (component) of the central vibrating body is controlled by the vibration meter. The results of this research are related to the molecular mechanism of biochronology in higher plants. The plant body is damaged due to the lack of time, and the flowering period is greatly delayed due to the lack of control. In general, higher plants are sensitive to red light, and the extension of their back forms is changed (environmental conditions are suitable). In some foreign plants, the sensitivity of red light is greatly reduced. This research project aims to analyze PRR gene subgroup, biological chronology (flower chronology) of higher plant function, correlation between flowering and fruiting period, and light morphogenesis. The analysis of PRR time series of useful crops is carried out in parallel with the analysis of plant time series. The result is that the time series (OsPRR) exists. Today, I would like to mention that the new timepiece molecule "Modeira" is widely applicable to higher plants and is an important knowledge base for research on the use of plants.

项目成果

Molecular dissection of the promoter of the light-induced circadian-controlled APRR9 gene encoding a clock-associated component of Arabidopsis thaliana.

编码拟南芥时钟相关成分的光诱导昼夜节律控制 APRR9 基因启动子的分子解剖。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Biosci.Biotechnol.Biochem. 69
• 作者: Ito S.その他

Makino, S.: "Light response of the circadian waves in of the APRR1/TOC1 uintet : When does the quintet start singing rhythmically in Arabidopsis thaliana"Plant Cell Physiol.. 42. 334-339 (2001)

Makino, S.：“APRR1/TOC1 uintet 中昼夜节律波的光响应：拟南芥中的五重奏何时开始有节奏地歌唱”Plant Cell Physiol.. 42. 334-339 (2001)

Murakami-Kojima, M. et al.: "The APRR3 component of the clock-associated APRR1/TOC1 quintet is phosphorylated by a novel protein kinase belonging to the WNK family, the gene for which is also transcribed rhythmically in Arabidopsis thaliana"Plant Cell Phy

Murakami-Kojima, M. 等人：“时钟相关 APRR1/TOC1 五联体的 APRR3 成分被属于 WNK 家族的新型蛋白激酶磷酸化，该基因也在拟南芥中有节律地转录”Plant Cell

Ito, S.その他: "Characterization of the APRR9 pseudo-response regulator belonging to the APRR1/TOC1 quintet in Arabidopsis thaliana."Plant Cell Physiol.. 44. 1237-1245 (2003)

Ito, S. 等人：“拟南芥中属于 APRR1/TOC1 五重奏的 APRR9 伪反应调节因子的表征。”植物细胞生理学.. 44. 1237-1245 (2003)

Ueguchi, C.: "Novel family of sensor histidine kinase genes in Arabidopsis thailiana"Plant Cell Physiol.. 42. 231-235 (2001)

Ueguchi，C.：“拟南芥中传感器组氨酸激酶基因的新家族”植物细胞生理学.. 42. 231-235 (2001)