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。

关于CCA1，一种在模式植物拟南芥生物钟中发挥核心作用的MYB样转录因子，我们在前一年进行了CCA1相互作用因子的搜索，以阐明响应寒冷的蛋白质降解的控制机制。我们对作者鉴定的两种 E3 泛素连接酶（以下简称 CCA1 相互作用 E3 泛素连接酶 = CUL1 和 CUL2）进行了功能分析。首先，我们使用酵母双杂交方法证实了CUL1和CUL2与CCA1之间的相互作用。结果，确认了CUL1的全长和C末端片段以及C​​UL2的C末端片段与全长CCA1之间的相互作用。接下来，为了研究CUL1和CUL2的组织特异性，我们创建并分析了表达启动子-GUS的转基因拟南芥。结果，CUL1主要在地上部分的维管组织中被染色，而CUL2被强烈染色。整个地上部分都被看到了。此外，为了研究 CUL1 和 CUL2 的细胞内定位，我们创建并分析了表达 GFP 融合蛋白的转基因拟南芥。结果，在细胞核外观察到 CUL1，在细胞核内观察到 CUL2。 。关于CUL2，在细胞核内观察到发出强荧光的颗粒状区域。为了分析CUL1和CUL2在植物中的功能，我们分离了每个基因的T-DNA插入突变体cul1和cul2。当这些植物在 12 小时光/暗循环下生长时，cul2 突变体的下胚轴比野生型植物的下胚轴更长。

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
• 通讯作者: Kazuko Yamaguchi

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
• 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

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