環境ストレス耐性に関わるRSS遺伝子の機能解析とイネのストレス耐性機構の解明

水稻耐环境胁迫相关RSS基因功能分析及耐逆机制阐明

• 批准号: 09J05771
• 负责人: 小川 大輔
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J05771/
• 关键词: 環境ストレス; イネ; 細胞分裂; Protein phosphatase 1; protein phosphatase 1; 塩ストレス; Destruction box; 26Sプロテアソーム; Anaphase promoting complex

塩や低温、高温等の環境ストレスに対する耐性に必要なイネのRSS1遺伝子は新奇タンパク質をコードすることから、RSS1の機能解析によってストレス耐性に関わる新しいメカニズムの解明が期待されている。これまでに、(1)RSS1は細胞分裂の盛んな組織で発現し細胞周期依存性が認められること、(II)RSS1タンパク質も細胞分裂周期で制御されること、(III)RSS1は塩ストレス条件下で細胞分裂活性の維持に寄与し、分裂組織の細胞数を保持させる役割を持つこと、(IV)RSS1は動物において細胞分裂のG1-S期を負に制御するPP1のホモログ(OsPP1)と相互作用することが明らかになった。今年度は、環境ストレス存在下でRSS1が細胞分裂を制御する仕組みに迫るため、RSS1とOsPP1との関係性を明らかにすることを目的とし、研究を行った。イネには5つのPP1ホモログが存在するが、そのうち4遺伝子は栄養成長時の組織で発現する。酵母ツーハイブリッドシステムを用いて、RSS1とその4種のOsPP1との相互作用を調べたところ、RSS1はそのすべてのOsPP1と相互作用を示した。このことから、RSS1は複数のOsPP1の制御に寄与する可能性が示唆された。RSS1がOsPP1の活性にどのような影響を与えるのかについて調べるため、in vitroでの実験を検討した。初めに、大腸菌で発現させたRSS1とOsPP1の精製を行い、そしてその二つのタンパク質が相互作用することを免疫沈降実験法により確認した。相互作用が見られた複数の条件下で、OsPP1のタンパク質脱リン酸化活性に対するRSS1の影響を調べたが、大きな影響は見られなかった。PP1の阻害活性を持つInhibitor-2は、OsPP1に対し強い阻害効果を示したことから、RSS1はI-2とは異なるタンパク質特性を持つものと考えられるが、その詳細については今後の研究の進展が待たれるところである。

水稻RSS1基因是抵抗盐，低温和高温等环境应力所必需的，编码了新型蛋白质，因此RSS1的功能分析有望阐明与应激抗性性相关的新机制。 So far, it has been revealed that (1) RSS1 is expressed in tissues with a high level of cell division and is cell cycle dependent, (II) RSS1 protein is also regulated by the cell division cycle, (III) RSS1 contributes to maintaining cell division activity under salt stress conditions and has the role of retaining the number of meristem cells, and (IV) RSS1 interacts with the homolog of PP1 (OsPP1), which negatively调节动物细胞分裂的G1-S期。今年，我们进行了一项研究，目的是阐明RSS1和OSPP1之间的关系，以便仔细研究RSS1在存在环境压力的情况下调节细胞分裂的机制。大米中有五个PP1同源物，其中四个在植物生长过程中在组织中表达。使用酵母双杂交系统，研究了RSS1及其四个OSPP1之间的相互作用，RSS1显示与所有OSPP1的相互作用。这表明RSS1可能有助于对多个OSPP1的调节。检查了体外实验，以研究RSS1如何影响OSPP1的活性。首先，纯化了在大肠杆菌中表达的RSS1和OSPP1，并通过免疫沉淀实验证实了两种蛋白质之间的相互作用。我们研究了在观察到相互作用的几种条件下，RSS1对OSPP1蛋白去磷酸化活性的影响，但没有发现显着影响。具有PP1抑制活性的抑制剂2对OSPP1具有强大的抑制作用，并且人们认为RSS1与I-2具有不同的蛋白质特性，但进一步的研究正在等待进一步研究的进展。

项目成果

イネの環境ストレス耐性遺伝子RSS1は塩ストレス条件での細胞分裂活性の維持に寄与する

水稻环境胁迫耐受基因RSS1有助于在盐胁迫条件下维持细胞分裂活性

• 发表时间: 2009
• 作者: Daisuke Ogawa;Kiyomi Abe;Akio Miyao;Mikiko Kojima;Hitoshi Sakakibara;Megumi Mizutani;Haruka Morita;Yosuke Toda;Tokunori Hobo;Tsukaho Hattori;Hirohiko Hirochika;Shin Takeda.;石森一;船野敬;小川大輔
• 通讯作者: 小川大輔

RSS1 regulates the cell cycle and maintains meristematic activity under salt stress conditions in rice

RSS1在水稻盐胁迫条件下调节细胞周期并维持分生组织活性

• 发表时间: 2011
• 作者: Daisuke Ogawa;Kiyomi Abe;Akio Miyao;Mikiko Kojima;Hitoshi Sakakibara;Megumi Mizutani;Haruka Morita;Yosuke Toda;Tokunori Hobo;Yutaka Sato;Tsukaho Hattori;Hirochika Hirohiko;Shin Takeda
• 通讯作者: Shin Takeda

RSS1 regulates the cell cycle and maintains meristematic activity under environmental stress conditions in rice

RSS1在水稻环境胁迫条件下调节细胞周期并维持分生组织活性

• 发表时间: 2012
• 作者: Daisuke Ogawa;Kiyomi Abe;Akio Miyao;Mikiko Kojima;Hitoshi Sakakibara;Megumi Mizutani;Haruka Morita;Yosuke Toda;Tokunori Hobo;Yutaka Sato;Tsukaho Hattori;Hirochika Hirohiko;Shin Takeda
• 通讯作者: Shin Takeda

RSS1, a novel rice factor essential for the maintenance of cell division activity under salt stress conditions

RSS1，一种新型水稻因子，对于盐胁迫条件下维持细胞分裂活性至关重要

• 发表时间: 2010
• 作者: Daisuke Ogawa;Kiyomi Abe;Akio Miyao;Mikiko Kojima;Hitoshi Sakakibara;Megumi Mizutani;Haruka Morita;Yosuke Toda;Tokunori Hobo;Tsukaho Hattori;Hirohiko Hirochika;Shin Takeda.
• 通讯作者: Shin Takeda.

RSS1 regulates the cell cycle and maintains meristematic activity under stress conditions in rice.

• DOI: 10.1038/ncomms1279
• 发表时间: 2011
• 期刊: NATURE COMMUNICATIONS
• 影响因子: 16.6
• 作者: Ogawa, Daisuke;Abe, Kiyomi;Miyao, Akio;Kojima, Mikiko;Sakakibara, Hitoshi;Mizutani, Megumi;Morita, Haruka;Toda, Yosuke;Hobo, Tokunori;Sato, Yutaka;Hattori, Tsukaho;Hirochika, Hirohiko;Takeda, Shin
• 通讯作者: Takeda, Shin