シロイヌナズナＳＣＦＣＦＫ１ユビキチンリガーゼが細胞成長に果たす役割の解明

阐明拟南芥 SCFCFK1 泛素连接酶在细胞生长中的作用

• 批准号: 14F04781
• 负责人: 杉本 慶子
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14F04781/
• 关键词: 細胞成長; 翻訳後修飾; ユビキチン; シロイヌナズナ; cop9; 翻訳語修飾; COP9

ユビキチン化によるタンパクの分解制御 (ubiquitin proteosome sysmtem,. UPS) は真核生物の翻訳後修飾のひとつとして非常に重要である。UPSのひとつであるCOP9は植物においては光応答、細胞周期を始めとする多様な過程を制御するが、その具体的なメカニズムは分かっていない。共同研究者のFranciosini博士らは先行研究からCOP9の下流で機能するF-boxタンパクCFK1がシロイヌナズナの胚軸の細胞成長を制御することを見いだしていた。CFK1はSCF複合体の一部としてSkp1, Cullinとともにユビキチンリガーゼとして機能することが分かっているため、本研究ではCFK1によってユビキチン化される基質タンパク質の同定を試み、COP9-CFK1を軸としたシグナル経路が細胞成長を制御する分子機構の解明を目指した。またCFK1やそのホモログCFK2が葉や根などの他の器官においても同様の機能を果たすかどうかを検証した。CFK1遺伝子とCFK2遺伝子はゲノム上で隣接しているために、かけあわせによる二重変異体の作成はうまくいかなかったが、CRISPR/Cas9を用いたゲノム編集により複数のcfk1 cfk2二重変異体を作出することができた。予想に反して、このcfk1 cfk2二重変異体は野生型に較べて成長がよく、胚軸、根、子葉、種子等、これまでに調べたすべての器官の成長が促進されていた。またこの器官成長の促進はひとつひとつの細胞の成長促進によることも分かった。マススペクトロメトリを用いた解析からはCFK1に結合する基質タンパク質の候補を同定することに成功し、その機能解析に着手することができた。

通过泛素化（泛素蛋白体系统，UPS）控制蛋白质降解是真核生物中非常重要的翻译后修饰。 COP9是UPS之一，控制植物中的各种过程，包括光响应和细胞周期，但具体机制尚不清楚。合作者 Franciosini 博士和他的同事此前发现，F-box 蛋白 CFK1 在 COP9 下游发挥作用，控制着拟南芥下胚轴的细胞生长。由于已知 CFK1 与 Skp1 和 Cullin 一起作为 SCF 复合物的一部分发挥泛素连接酶的作用，因此在本研究中，我们试图鉴定 CFK1 泛素化的底物蛋白，并研究以 COP9-CFK1 为中心的信号通路。阐明控制细胞生长的分子机制。我们还验证了 CFK1 及其同源物 CFK2 在叶和根等其他器官中是否具有相似的功能。由于 CFK1 和 CFK2 基因在基因组上相邻，因此通过杂交创建双突变体不起作用，但我们能够通过使用 CRISPR/Cas9 进行基因组编辑来创建多个 cfk1 cfk2 双突变体。与预期相反，这种 cfk1 cfk2 双突变体比野生型生长得更好，迄今为止检查的所有器官（包括下胚轴、根、子叶和种子）的生长都有所增强。还发现这种器官生长的促进是由于每个单独细胞的生长的促进。通过质谱分析，我们成功鉴定了与CFK1结合的候选底物蛋白，并能够开始其功能分析。

项目成果

研究室ホームページ

实验室主页

The ubiquitin ligases SCFCFK1 and SCFCFK2 are positive regulators of warmth-induced hypocotyl elongation in Arabidopsis thaliana

泛素连接酶 SCFCFK1 和 SCFCFK2 是拟南芥中温暖诱导的下胚轴伸长的正调节因子

• 发表时间: 2015
• 作者: Anna Franciosini;Giovanna Serino;Keiko Sugimoto
• 通讯作者: Keiko Sugimoto

Role of the SCFCFK1 and SCFCFK2 ubiquitin ligases in mediating cell and organ size in Arabidopsis thaliana

SCFCFK1 和 SCFCFK2 泛素连接酶在介导拟南芥细胞和器官大小中的作用

• 发表时间: 2015
• 作者: Franciosini A;Serino G;Sugimoto K
• 通讯作者: Sugimoto K

Cell Function Research Team

细胞功能研究团队

Hypocotyl cell size control by ubiquitin ligases

通过泛素连接酶控制下胚轴细胞大小

• 发表时间: 2015
• 作者: Anna Franciosini;Giovanna Serino;Keiko Sugimoto
• 通讯作者: Keiko Sugimoto