The multifaceted roles of cell cycle inhibition and its molecular mechanisms throughout the plant life cycle

细胞周期抑制的多方面作用及其在整个植物生命周期中的分子机制

• 批准号: 22K06261
• 负责人: 伊藤 正樹
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06261/
• 关键词: 細胞周期; 転写制御; シロイヌナズナ; 細胞増殖; 環境応答; 植物ホルモン; 環境ストレス応答

DREAM complexはMYB3RやE2Fなど細胞周期に関連する遺伝子を制御する転写因子を複数含むタンパク質複合体である。シロイヌナズナから同定した複合体サブユニットの遺伝子破壊株を網羅的に作出し、表現型と遺伝子発現に与える影響について解析を進めている。G1/S期遺伝子に対しては、どの構成因子の変異体でも同じようなトランスクリプトームの変化を引き起こしたが、MYB3Rの欠失だけはG1/S期遺伝子にはほとんど影響しなかった。一方、G2/M期遺伝子に対しては、MYB3RとLIN37の欠失が類似の発現変化を引き起こしたが、他の因子の欠失による遺伝子発現変化とは異なっていた。反対に、TCXなどの構成因子の欠失は、互いに相関の高い遺伝子発現変化を誘導したが、MYB3R欠失の場合とは異なっていた。このような結果から、DREAM complexによるG1/S期遺伝子とG2/M遺伝子の制御の仕組みは異なっており、G2/M期遺伝子の制御にはDREAM complexに存在する二つ機能単位が半独立に関わっている可能性が考えられた。ストレス下での細胞増殖抑制の仕組みとして、MYB3Rがジベレリン信号伝達因子DELLAとの相互作用を通じて転写を制御しているのではないかという仮説を提案している。この仮説を検証するために、ジベレリン生合成の阻害剤パクロブトラゾール（PAC）を処理したシロイヌナズナ芽生えを用いたトランスクリプトーム解析を行った。その結果、MYB3Rの標的であるG2/M期遺伝子のほとんどはPAC処理により発現が低下したが、MYB3Rの変異体では、このような発現低下が大きく緩和されていることがわかった。つまり、PAC処理によるDELLAの蓄積がG2/M期遺伝子を抑制すること、この抑制にはMYB3Rが必要であることを示唆しており、これらの結果はこれまでの仮説を支持するものであった。

DREAM复合物是一种蛋白质复合物，含有多种转录因子，控制与细胞周期相关的基因，例如MYB3R和E2F。我们已经全面创建了从拟南芥中鉴定出的复杂亚基的基因破坏菌株，目前正在分析它们对表型和基因表达的影响。所有组成因子的突变都会引起G1/S期基因转录组的类似变化，但MYB3R的缺失对G1/S期基因影响不大。另一方面，对于G2/M期基因，MYB3R和LIN37的缺失引起了类似的表达变化，但这些变化与其他因子缺失引起的基因表达变化不同。相反，删除TCX等组成因子会诱导基因表达变化，这些变化彼此高度相关，但与删除MYB3R时观察到的变化不同。这些结果表明DREAM复合物对G1/S期基因和G2/M基因的调节机制是不同的，并且DREAM复合物中存在的两个功能单元在调节G2/M期基因方面是半独立的。认为这可能是相关的。我们提出一个假设，即 MYB3R 通过与赤霉素信号转导因子 DELLA 相互作用来控制转录，作为抑制应激下细胞生长的机制。为了检验这一假设，我们使用经过多效唑（PAC）（一种赤霉素生物合成抑制剂）处理的拟南芥幼苗进行了转录组分析。结果表明，PAC处理后，MYB3R靶向的大部分G2/M期基因的表达量下降，但这种表达量的下降在MYB3R突变体中得到了很大程度的缓解。这表明 PAC 处理引起的 DELLA 积累抑制了 G2/M 期基因，并且 MYB3R 是这种抑制所必需的，这些结果支持了先前的假设。

项目成果

植物発生生物学研究室ウェブサイト

植物发育生物学实验室网站

植物特異的なAPC/C阻害タンパク質GIG1とUVI4の細胞周期制御における機能分担のメカニズム

植物特异性APC/C抑制蛋白GIG1和UVI4在细胞周期调控中的功能分裂机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Poyu Chen;Masaki Ito;Arp Schnittger;小島 晶子，岩川 秀和，日比野 哲紀，高橋 広夫，安藤 沙友里，笹部 美知子，伊藤 正樹，町田 泰則， 町田 千代子;岩川 秀和，安藤 沙友里，小島 晶子，笹部 美知子，伊藤 正樹，町田 泰則，町田 千代子;広田 淳也，野本 友司，高塚大知，吉岡 泰，伊藤 正樹
• 通讯作者: 広田 淳也，野本 友司，高塚大知，吉岡 泰，伊藤 正樹

KNO1-mediated autophagic degradation of the Bloom component RMI1 promotes homologous recombination

KNO1 介导的 Bloom 成分 RMI1 的自噬降解促进同源重组

• 发表时间: 2023
• 作者: Poyu Chen;Masaki Ito;Arp Schnittger
• 通讯作者: Arp Schnittger

植物の細胞サイズを制御する転写因子SCL28

SCL28，一种控制植物细胞大小的转录因子

• 发表时间: 2022
• 期刊: バイオサイエンスとインダストリー
• 作者: 野本 友司;伊藤 正樹
• 通讯作者: 伊藤 正樹

葉の形成に関わるAS2遺伝子およびAS2/LOBファミリーの起源をゲノムデータベースから探る

从基因组数据库中寻找参与叶子形成的 AS2 基因和 AS2/LOB 家族的起源

• 发表时间: 2022
• 作者: Machida Yasunori;Suzuki Takanori;Sasabe Michiko;Iwakawa Hidekazu;Kojima Shoko;Machida Chiyoko;鈴木崇紀・岩川秀和・安藤沙友里・小島晶子・町田千代子・笹部美智子・栗原大輔・東山哲也・町田泰則;小島晶子・岩川秀和・日比野哲紀・高橋広夫・安藤沙友里・笹部美知子・伊藤正樹・町田泰則・町田千代子;岩川秀和・安藤沙友里・小島晶子・笹部美知子・伊藤正樹・町田泰則・町田千代子
• 通讯作者: 岩川秀和・安藤沙友里・小島晶子・笹部美知子・伊藤正樹・町田泰則・町田千代子