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田岡 健一郎先端バイオ工学研究センター准教授
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■ 論文- Abstract Lactobacilli play essential roles in the food industry and have a significant potential as probiotics and therapeutic agents. Genomic and genetic information has increasingly accumulated and been linked to their various functions, to which transgenic approaches are being performed to verify crucial genes. In order to reasonably develop more useful strains, beneficial traits need to be introduced into any given strains and enhanced or combined based on such genotype characterization. However, for practical use as probiotics or foods, organisms with transgene are hardly acceptable. Here, we have introduced the base editing Target-AID system specifically for Lactobacilli, enabling precise installation of point mutations without donor DNA and at multiple genomic loci simultaneously. Lactiplantibacillus plantarum has been successfully engineered to reduce production of imidazole propionate, which has been reported to be associated with type 2 diabetes by impairing glucose tolerance and insulin signaling. Additionally, this system enabled transient knock-out of an essential gene, such as one involved in cell division, resulting in severe filamentous cell phenotype. This demonstrates Target-AID is a promising genetic tool for Lactobacilli and can accelerate both applied and fundamental research. Key points • Efficient and multiplexable cytosine base editing established in Lactobacilli. • Edited Lactobacillus reducing imidazole propionate associated with the risk of type 2 diabetes. • Transient knock-out and dissection of an essential gene function.Springer Science and Business Media LLC, 2025年04月, Applied Microbiology and Biotechnology, 109(1) (1)研究論文(学術雑誌)
- Springer US, 2025年03月, Springer Protocols Handbooks, 1 - 18論文集(書籍)内論文
- Structure-based high-throughput screening of chemical compounds that target protein-protein interactions (PPI) is a promising technology for gaining insight into how plant development is regulated, leading to many potential agricultural applications. At present, there are no examples of using high-throughput screening to identify chemicals that target plant transcriptional complexes, some of which are responsible for regulating multiple physiological functions. Florigen, a protein encoded by FLOWERING LOCUS T (FT), was initially identified as molecule that promotes flowering and has since been shown to regulate flowering and other developmental phenomena such as tuber formation in potato. FT functions as a component of the florigen activation complex (FAC) with a scaffold protein 14-3-3 and FD, a bZIP transcription factor that activates downstream gene expression. Although 14-3-3 is an important component of FAC, there are little functional analysis of the 14-3-3 itself. Here, we report the results of a high-throughput in vitro fluorescence resonance energy transfer (FRET) screening of chemical libraries that enabled us to identify small molecules capable of inhibiting FAC formation. These molecules abrogate the in vitro interaction between 14-3-3 and OsFD1 peptide, a rice FD, by directly binding to 14-3-3. Treatment with S4, a specific hit molecule, strongly inhibited FAC activity and flowering in duckweed, tuber formation in potato and branching in rice in a dose-dependent manner. Our results demonstrate that the high-throughput screening approach based on three-dimensional structure of PPI is possible in plants. In this study, we have proposed good candidate compounds for future modification to obtain inhibitors of florigen-dependent processes through inhibition of FAC formation.2022年10月, The Plant journal : for cell and molecular biology, 112(6) (6), 1337 - 1349, 英語, 国際誌研究論文(学術雑誌)
- In potato (Solanum tuberosum L.), 14-3-3 protein forms a protein complex with the FLOWERING LOCUS T (FT)-like protein StSP6A and the FD-like protein StFDL1 to activate potato tuber formation. Eleven 14-3-3 isoforms were reported in potato, designated as St14a-k. In this study, the crystal structure of the free form of St14f was determined at 2.5 Å resolution. Three chains were included in the asymmetric unit of the St14f free form crystal, and the structural deviation among the three chain structures was found on the C-terminal helix H and I. The St14f free form structure in solution was also investigated by nuclear magnetic resonance (NMR) residual dipolar coupling analysis, and the chain B in the crystal structure was consistent with NMR data. Compared to other crystal structures, St14f helix I exhibited a different conformation with larger B-factor values. Larger B-factor values on helix I were also found in the 14-3-3 free form structure with higher solvent contents. The mutation in St14f Helix I stabilized the complex with StFDL1. These data clearly showed that the flexibility of helix I of 14-3-3 protein plays an important role in the recognition of target protein.2022年07月, Scientific reports, 12(1) (1), 11596 - 11596, 英語, 国際誌研究論文(学術雑誌)
- 2021年03月, PLANT BIOTECHNOLOGY, 38(1) (1), 89 - 99, 英語研究論文(学術雑誌)
- Duckweeds (Araceae: Lemnoideae) are aquatic monocotyledonous plants that are characterized by their small size, rapid growth, and wide distribution. Developmental processes regulating the formation of their small leaf-like structures, called fronds, and tiny flowers are not well characterized. In many plant species, flowering is promoted by the florigen activation complex, whose major components are florigen FLOWERING LOCUS T (FT) protein and transcription factor FD protein. How this complex is regulated at the molecular level during duckweed flowering is also not well understood. In this study, we characterized the course of developmental changes during frond development and flower formation in Lemna aequinoctialis Nd, a short-day plant. Detailed observations of frond and flower development revealed that cell proliferation in the early stages of frond development is active as can be seen in the separate regions corresponding to two budding pouches in the proximal region of the mother frond. L. aequinoctialis produces two stamens of different lengths with the longer stamen growing more rapidly. Using high-throughput RNA sequencing (RNA-seq) and de novo assembly of transcripts from plants induced to flower, we identified the L. aequinoctialis FT and FD genes, whose products in other angiosperms form a transcriptional complex to promote flowering. We characterized the protein-protein interaction of duckweed FT and FD in yeast and examined the functions of the two gene products by overexpression in Arabidopsis. We found that L. aequinoctialis FTL1 promotes flowering, whereas FTL2 suppresses flowering.2021年, Frontiers in plant science, 12, 697206 - 697206, 英語, 国際誌研究論文(学術雑誌)
- Oxford University Press, 2018年03月, Plant and Cell Physiology, 59(3) (3), 458 - 468, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- Elsevier Masson SAS, 2018年, Plant Physiology and Biochemistry, 131, 78 - 83, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2017年02月, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 58(2) (2), 365 - 374, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2016年04月, 化学と生物, 54, 358 - 364, 日本語フロリゲン受容体の発見とその後[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2015年04月, PLANT JOURNAL, 82(2) (2), 256 - 266, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2014年, The Enzymes, 35, 113 - 144[査読有り]
- 2013年05月, TRENDS IN PLANT SCIENCE, 18(5) (5), 287 - 294, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2013年05月, CURRENT OPINION IN PLANT BIOLOGY, 16(2) (2), 228 - 235, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2013年03月, ライフサイエンス領域融合レビューLEADING AUTHOR’S, 日本語花成ホルモン“フロリゲン”の構造と機能研究論文(学術雑誌)
- 2013年03月, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 54(3) (3), 385 - 397, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2012年09月, 化学と生物, 50, 654 - 659, 日本語花成ホルモンフロリゲンとその受容体の構造解析からみえてきたフロリゲン機能の分子基盤研究論文(学術雑誌)
- 2012年08月, 植調, 46, 11 - 18, 日本語花咲かホルモン(フロリゲン)研究論文(学術雑誌)
- 2011年09月, ライフサイエンス新着論文レビュー FIRST AUTHOR’S, 日本語14-3-3タンパク質はフロリゲンの細胞内における受容体としてはたらく研究論文(学術雑誌)
- 2011年08月, NATURE, 476(7360) (7360), 332 - U97, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2011年02月, CURRENT OPINION IN PLANT BIOLOGY, 14(1) (1), 45 - 52, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2009年09月, 蛋白質核酸酵素 臨時増刊, 54(12) (12), 1702 - 1707, 日本語融合発展する構造生物学とケミカルバイオロジーの最前線研究論文(学術雑誌)
- 2007年06月, PLANT CELL, 19(6) (6), 1866 - 1884, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2007年05月, PLANT CELL, 19(5) (5), 1488 - 1506, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2006年11月, PLANT CELL, 18(11) (11), 2946 - 2957, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2005年10月, PLANT CELL, 17(10) (10), 2817 - 2831, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2004年11月, PLANT JOURNAL, 40(4) (4), 462 - 473, 英語[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2001年01月, CELL, 104(1) (1), 131 - 142, 英語FASCIATA genes for chromatin assembly factor-1 in Arabidopsis maintain the cellular organization of apical meristems[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2000年08月, PLANT MOLECULAR BIOLOGY, 43(5-6) (5-6), 643 - 657, 英語Regulation of histone gene expression during the cell cycle[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 1999年06月, PLANT JOURNAL, 18(6) (6), 611 - 623, 英語Identification of three kinds of mutually related composite elements conferring S phase-specific transcriptional activation[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 1998年06月, JOURNAL OF PLANT RESEARCH, 111(1102) (1102), 247 - 251, 英語S phase-specific expression of plant histone genes[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 1998年03月, PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, 39(3) (3), 294 - 306, 英語The modular structure and function of the wheat H1 promoter with S phase-specific activity[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 1995年04月, PLANT MOLECULAR BIOLOGY, 28(1) (1), 155 - 172, 英語STRUCTURAL AND FUNCTIONAL-CHARACTERIZATION OF 2 WHEAT HISTONE H2B PROMOTERS[査読有り]研究論文(学術雑誌)
- 2023年, 日本植物生理学会年会(Web), 64thフロリゲン活性化複合体が形成する液-液相分離凝集体の制御機構
- 2023年, 生物物理(Web), 63(Supplement 1-2) (Supplement 1-2)フロリゲン活性化複合体によるLLPS形成と花成制御機構
- 2023年, 日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集, 23rd (CD-ROM)イネ花成ホルモン蛋白質複合体によるLLPS形成と花成制御機構
- 2022年, 日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web), 45th花成ホルモン蛋白質複合体の液-液相分離と花成制御機構の解明
- 2021年, 日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web), 44th花成ホルモン蛋白質Hd3aのC末端天然変性領域は液液相分離を介して花成を制御する
- 2021年, 日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集, 21stイネ花成ホルモン蛋白質の液-液相分離
- 2019年, 日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web), 42nd多様な花成ホルモン蛋白質の構造・機能解析
- 2019年, Abstracts. Annual Meeting of the NMR Society of Japan, 58th (CD-ROM)花成ホルモン蛋白質のNMR解析および19F-NMRスクリーニング
- 2018年, 日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集, 18thジャガイモの14-3-3タンパク質St14fの結晶構造解析
- 2018年, 日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web), 41stフロリゲン受容体のNMR解析
- 2015年, 日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集, 15thフロリゲン複合体形成を制御する化合物の探索
- 2014年03月21日, 育種学研究, 16, 124, 日本語植物ゲノム編集技術としての遺伝子ターゲティング:技術の現状とイネ耐病性関連遺伝子OsRac1の恒常活性化改変
- 2013年10月12日, 育種学研究, 15, 91, 日本語膜透過ペプチドを利用したイネフロリゲンタンパク質直接導入による人為的開花制御
- 2013年10月12日, 育種学研究, 15, 150, 日本語フロリゲン活性化複合体の新規転写因子OsFD2の機能解析
- 2013年03月14日, 日本植物生理学会年会要旨集, 54th, 214, 日本語イネのフロリゲンHd3aと相互作用する転写因子OsFDの機能解析
- 2013年03月14日, 日本植物生理学会年会要旨集, 54th, 215, 日本語イネTFL1ホモログRCNによる花成抑制の分子機構の解析
- 2013年, 日本分光学会テラヘルツ分光部会シンポジウム講演要旨集, 2013, 24 - 29, 日本語植物が花を咲かせる分子メカニズムの解明を目指して―NMR分光学から構造生命科学へ―
- 2012年08月31日, 日本遺伝学会大会プログラム・予稿集, 84th, 78, 日本語花成ホルモン・フロリゲンの受容と機能のメカニズム
- 2012年03月29日, 育種学研究, 14, 144, 日本語膜透過ペプチドを利用した植物へのイネフロリゲンHd3aタンパク質直接導入
- 2012年03月09日, 日本植物生理学会年会要旨集, 53rd, 101, 日本語イネのHd3a,14‐3‐3およびOsFD1から成るフロリゲン転写活性化複合体(FAC)のin vivoイメージング
- 2012年03月09日, 日本植物生理学会年会要旨集, 53rd, 205, 日本語フロリゲンHd3a蛋白質はイネの移動性分岐シグナルとして作用する
- 2012年03月09日, 日本植物生理学会年会要旨集, 53rd, 205, 日本語フロリゲン活性化複合体FACの活性調節機構の解析
- 2012年, 日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web), 35th, 2W7III-5 (WEB ONLY), 日本語花成ホルモン・フロリゲンの受容と機能のメカニズム
- 2012年, 日本生化学会大会(Web), 85th, 3T08-04 (WEB ONLY), 日本語植物花成ホルモン(フロリゲン)受容体による花成制御機構の分子基盤
- 2012年, 日本生化学会大会(Web), 85th, 2S19-5 (WEB ONLY), 日本語フロリゲンによる花成の分子機構と花成以外の形態形成制御
- 2011年09月23日, 育種学研究, 13, 82, 日本語Hd3a‐14‐3‐3‐OsFD1からなる複合体Florigen Activation Complexの機能解析
- 2011年05月27日, 日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集, 11th, 120, 日本語植物花成ホルモンフロリゲンによる花成誘導メカニズムの分子基盤
- 2011年03月11日, 日本植物生理学会年会要旨集, 52nd, 158, 日本語
- 2011年03月11日, 日本植物生理学会年会要旨集, 52nd, 158, 日本語
- 2011年, 日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web), 34th, 2T5A-4 (WEB ONLY), 日本語植物花成ホルモン(フロリゲン)受容体による新たな花成誘導機構の分子基盤
- 2011年, 日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web), 34th, 4P-0303 (WEB ONLY), 日本語植物細胞内におけるFlorigen Activation Complex(FAC)の解析
- 2010年09月24日, 育種学研究, 12, 215, 日本語遺伝子組み換えによらない植物細胞へのタンパク質直接導入
- 2010年09月24日, 育種学研究, 12, 133, 日本語イネのフロリゲンHd3aと相互作用する転写因子OsFD1の機能解析
- 2010年05月15日, 日本蛋白質科学会年会プログラム・要旨集, 10th, 151, 日本語イネフロリゲンタンパク質Hd3aの花成制御機構の構造基盤
- 2010年03月12日, 日本植物生理学会年会要旨集, 51st, 214, 日本語
- 2010年03月12日, 日本植物生理学会年会要旨集, 51st, 214, 日本語
- 2010年03月12日, 日本植物生理学会年会要旨集, 51st, 214, 日本語
- 2010年, 生化学, ROMBUNNO.2P-1071, 日本語イネフロリゲンHd3aによる遺伝子発現制御機構の解析
- 2010年, 生化学, ROMBUNNO.2P-1070, 日本語イネのフロリゲンHd3aタンパク質と相互作用する転写因子OsKANADI1の機能解析
- 2009年09月10日, 蛋白質 核酸 酵素, 54(12) (12), 1702 - 1707, 日本語ターゲットタンパク研究プログラムの成果 花成ホルモン,フロリゲン その構造解析から分子機構の理解へ
- 2009年, 日本分子生物学会年会講演要旨集, 32nd(Vol.4) (Vol.4), 179, 日本語PVXベクターを用いたイネフロリゲンHd3aのタバコにおける機能評価系の確立
- 2008年, 生化学, 3P-1238, 日本語イネのフロリゲンHd3aの相互作用する14‐3‐3タンパク質の解析
- 2004年, The Plant Journal, 40, 462 - 473
- Japanese Society of Plant Physiologists, 2001年, Plant and cell physiology, 42, s43, 英語FUNCTIONAL ANALYSIS OF ARABIDOPSIS CUC1 AND CUC2 GENES :
- Japanese Society of Plant Physiologists, 2000年, Plant and cell physiology, 41, s208, 英語FASCIATA GENES REGULATE THE EXPRESSION OF WUSCHEL GENE IN SHOOT APICAL MERISTEM IN ARABIDOPSIS :
- 1999年03月, Plant and cell physiology, 40, s16 - s16, 英語The role of FASCIATA genes that encode subunits of Chromatin Assembly Factor-I in apical meristem organization in Arabidopsis
- 1998年12月01日, 日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, 21, 432 - 432, 日本語3つのタイプのOct配列によるシロイヌナズナの分裂組織特異的な転写制御
- 1995年11月, 日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, 18th, 474, 日本語コムギヒストンH1遺伝子のS期特異的転写制御に関わるシス領域の解析
- 1994年, 日本植物学会大会研究発表記録, 58th, 304, 日本語コムギヒストンH1遺伝子の転写調節に関わるシス配列の同定
- 共著, Signaling pathways in Plants, Elsevier, 2014年09月The Enzymes
- 共著, シュプリンガーフェアラーク東京, 2001年12月植物ゲノム機能のダイナミズム―転写因子による発現制御
- 植物化学調節学会第 55 回大会, 2020年11月フロリゲン活性化複合体を阻害する化合物による花成調節口頭発表(一般)
- 第61回日本植物生理学会年会, 2020年03月フロリゲン活性化複合体阻害化合物による花成調節
- 第37回日本植物細胞分子生物学会大会, 2019年09月フロリゲン複合体形成を制御する化合物による花成調節
- 第60回日本植物生理学会年会, 2019年03月高感度な発光レポーターNanoLucの植物細胞での利用
- The 25th International Congress on Sexual Plant Reproduction, 2018年06月RCN, rice TFL1, antagonize Hd3a in inflorescence development by competition for complex formation with 14-3-3 and FD
- 2017 Cold Spring Harbor Asia Conference plant cell & developmental biology, 2017年05月Hd3a and RCN in rice antagonize in inflorescence development through competition for complex formation with 14-3-3 and FD
- 第34回日本植物細胞分子生物学会大会, 2016年09月フロリゲン複合体形成を制御する花成調節化合物の探索
- 第57回日本植物生理学会年会, 2016年03月ジャガイモ塊茎形成制御におけるTFL1ホモログの役割
- 第129回日本育種学会大会, 2016年03月ジャガイモ塊茎形成制御機構の解析
- 第12回日本ナス科コンソーシアム年会, 2015年09月チューベリゲンによるジャガイモ塊茎形成制御の分子機構
- 第128回日本育種学会大会, 2015年09月チューベリゲンによるジャガイモ塊茎形成制御の分子機構
- 第56回日本植物生理学会年会, 2015年03月FAC様チューベリゲン複合体によるジャガイモ塊茎形成制御機構の解析
- 平成26年度名城大学組換えDNA講演会, 2014年11月花成ホルモン(フロリゲン)が季節性の開花を制御するメカニズム[招待有り]
- 第55回日本植物生理学会年会, 2014年03月ジャガイモ塊茎形成におけるチューベリゲン複合体の機能解析
- 10th JSOL International Symposium on Solanaceae Genomics, 2013年11月Analysis of florigen function in potato tuberization
- 第54回日本植物生理学会年会, 2013年03月イネTFL1ホモログRCNによる花成抑制の分子機構の解析
- The International Congress on Plant Molecular Biology (IPMB 2012), 2012年10月Analysis of Regulatory Mechanisms for Florigen Activation Complex
- 第53回日本植物生理学会年会, 2012年03月フロリゲン活性化複合体FACの活性調節機構の解析
- 第52回日本植物生理学会年会, 2011年03月イネフロリゲンHd3aタンパク質複合体の機能解析
- イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ2010, 2010年07月イネフロリゲンHd3aタンパク質の機能ドメイン解析
- 第51回日本植物生理学会年会, 2010年03月イネフロリゲンHd3aタンパク質の機能ドメイン解析
- 第70回日本植物学会年会, 2006年09月原形質連絡を介したタンパク質の細胞間移行制御における翻訳後修飾の役割
- 第28回日本分子生物学会年会, 2005年12月原形質連絡を介した高分子の細胞間移行制御におけるNCAPP1及びタンパク質翻訳後修飾の役割
- Plant Biology 2005, 2005年07月Molecular function of NCAPP1 in regulating macromolecular trafficking through plasmodesmata
- 5th International Plasmodesmata meeting, 2004年09月Molecular analysis of Arabidopsis NCAPP1 homologs
- 第24回日本分子生物学会年会, 2001年12月茎頂分裂組織形成に関わるシロイヌナズナCUC1,CUC2遺伝子の機能解析
- 第42回日本植物生理学会年会, 2001年03月シロイヌナズナCUC1,CUC2遺伝子の機能解析
- 第21回日本分子生物学会年会, 1998年12月3つのタイプのOct配列によるシロイヌナズナの分裂組織特異的な転写制御
- 第20回日本分子生物学会年会, 1997年12月S期及び分裂組織特異的転写制御と3つのタイプのOct配列の機能
- 第38回日本植物生理学会年会, 1997年09月植物ヒストン遺伝子のS期特異的転写制御に関わるOct配列の存在意義
- 第15回日本植物細胞分子生物学会年会, 1997年09月植物ヒストン遺伝子のS期及び分裂組織特異的転写制御に関わる3つのタイプのOct配列の役割
- 第18回日本分子生物学会年会, 1995年12月コムギヒストンH1遺伝子のS期特異的転写制御に関わるシス領域
- 第58回日本植物学会大会, 1994年09月コムギヒストンH1遺伝子の転写調節に関わるシス配列の同定
- 第15回日本分子生物学会年会, 1992年12月コムギヒストンH1遺伝子の5’上流域にみられる特徴的な配列の機能解析
- 第33回日本植物生理学会年会, 1992年03月コムギヒストンH1遺伝子の構造と発現制御
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 横浜市立大学, 2017年04月01日 - 2020年03月31日フロリゲン複合体が誘導するジャガイモ塊茎分化初期過程の解明ジャガイモにおいて、フロリゲン様タンパク質SP6Aが転写因子FDL1とフロリゲン複合体を形成して塊茎(イモ)形成を促進し、アンチフロリゲン様因子が抑制することを明らかにしている。本研究では、塊茎分化進行過程でのSP6AやFDL1の局在変化やそれらの相互作用変化を明らかにし、塊茎分化初期マーカー遺伝子の発現変化と合わせて、フロリゲン複合体が誘導する塊茎分化の初期過程を細胞増殖・分化の観点から理解することを目的としている。昨年度に、原種に近い品種であるandigena W553-4の塊茎誘導が厳密な日長応答性を維持していることを明らかにしたので、これを形質転換の親株として用いることにした。計画1に必要なキメラ遺伝子は昨年度に作成したので、本年度は、作製したキメラ遺伝子をandigena W553-4に形質転換した。その結果、カナマイシンによる選抜でSP6AやFDL1のレポーター形質転換株を複数得ることができた。しかし、ハイグロマイシンやバスタによる選抜は困難であり、それらを用いた2重形質転換体を得ることはできなかった。今後、形質転換方法をさらに検討するとともに、得られた形質転換体については詳細な発現解析を行う。計画3については、ジャガイモTFL1過剰発現体と野生型植物の接木条件の最適化を詳細に検討した。その結果、更なる詳細な条件検討が必要ではあるが、抑制効果の移動の可能性が示唆された。台木を工夫するなどして継続する。ジャガイモTFL1による塊茎抑制の分子機構を理解するために、培養細胞を用いて複合体形成の競合実験を行ったところ、ジャガイモTFL1はSP6AとFDL1からなるフロリゲン複合体の形成を阻害できることを明らかにした。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(A), 基盤研究(A), 横浜市立大学, 2016年04月01日 - 2020年03月31日フロリゲン活性化複合体の分子機能解明本研究では、フロリゲン活性化複合体の分子機能に生化学的とイメージングの二つのアプローチから迫っている。生化学的なアプローチでは、本年度はフロリゲン活性化複合体の転写因子サブユニットOsFD1の結合配列を決定し、OsFD1が周辺のクロマチン構造と関連した結合特異性を示す可能性を示唆する結果を得た。またフロリゲン活性化複合体の構成因子を生化学的に精製する実験を進め、タグの工夫により複合体をより高い活性の保持された状態で精製する方法を開発している。イメージングのアプローチではフロリゲンの超解像度イメージングを進め、フロリゲンが核内でスペックル状に局在することを見出した。このスペックル状の局在は、近年注目を集める液ー液相分離を介した遺伝子発現制御を想起させるものであり興味深い。さらに今年度はフロリゲンの細胞間輸送のイメージングに成功した。Fluorescent recovery after Photobleaching (FRAP)をイネの茎頂メリステムで実施する技術を開発し、これによってフロリゲンの細胞間輸送の様子をライブイメージングするとともに、茎頂メリステムと他の組織の間での輸送速度の違いを明らかにすることができた。これらの観察を通してフロリゲンの分子機能のもっとも深い理解に近づいている。今後はフロリゲンの細胞内局在や細胞間輸送について、フロリゲン受容体との相互作用が与える影響を変異型フロリゲンタンパク質の解析によって検討する.
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 新学術領域研究(研究領域提案型), 京都大学, 2013年06月28日 - 2018年03月31日植物が有性生殖を実現するための発生ロジックを理解することを目指して、シロイヌナズナとゼニゴケを用いて、代謝を基盤とする花成を支える成長・発生ロジック、有性生殖の開始から成就に至る過程を支える発生ロジックの2つの研究項目で研究をおこなった。カリウムによる花成制御経路の解明、フロリゲン(FT蛋白質)輸送過程の時間的側面の解明と輸送に関わるFT蛋白質上のアミノ残基の同定、ゼニゴケの雄性生殖器官・配偶子形成過程の遺伝子発現レベルの枠組みの構築、生殖系列の分化と維持、精細胞形成などに関わる因子の同定、環境要因に応答した生殖器官誘導に関わる因子の同定、受精・胚発生や胞子形成に関する知見などの成果を挙げた。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 2014年04月01日 - 2017年03月31日ジャガイモフロリゲンSP6Aタンパク質による塊茎誘導が、フロリゲンによる花成誘導と同様の分子機構によってなされていることを明らかにした。花成は、フロリゲンが14-3-3との相互作用を介して転写因子FDと複合体を形成して花芽形成遺伝子の転写を活性化することで誘導される。塊茎誘導においても、SP6A が14-3-3との相互作用を介してFDのホモログStFDL1と相互作用することが重要であることを、in vitroおよび in vivoの相互作用解析や形質転換ジャガイモの表現型解析によって明らかにした。また、花成に抑制的に働くTFL1のジャガイモホモログが塊茎抑制に働くことを明らかにした。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 新学術領域研究(研究領域提案型), 2014年04月01日 - 2016年03月31日茎頂分裂組織の相転換制御ロジックの解明RCN1-3の3重RNAi植物の表現型解析から、一次枝こう数やえい花数の有意な減少やHd3a過剰発現体に似た花序形態形成の異常が観察されたが、花成の有意な遅延は観察されなかった。そこで、すべてのRCN遺伝子(RCN1-4)の4重RNAi植物を作製し、その表現型解析をおこなったところ、有意なえい花数の減少と花成促進が観察された。これは、花芽分化や花成時期決定において、RCNが冗長的にHd3a活性を抑制していることを示唆している。RCNとHd3aの複合体形成における競合関係について、競合的in vitro pulldown assayを行なったところ、4つのRCNの間で14-3-3に対する結合能に大きな差はなく、RCN3はHd3aより5倍程度強く14-3-3に結合しうることが明らかになった。フロリゲン様FTタンパク質(StSP6A)は、14-3-3依存的にジャガイモの栄養繁殖器官である塊茎の形成促進に働くことから、Hd3aとRCNによるイネ茎頂分裂組織の分化バランス制御と類似の分子機構が塊茎形成制御にも働いていると予想された。ジャガイモ形質転換体を用いたジャガイモRCNホモログの解析から、ジャガイモRCNホモログがイネ花成と同様に14-3-3依存的に塊茎形成を抑制していることが明らかになった。 茎頂分裂組織におけるRCNとHd3aの共局在解析や、GFP融合RCNとHd3aの維管束から茎頂分裂組織への選択・非選択輸送経路の解析から、フロリゲンとアンチフロリゲンの競合バランスによる生殖成長制御モデルの分子基盤が得られるだろう。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別推進研究, 特別推進研究, 奈良先端科学技術大学院大学, 2012年 - 2013年開花ホルモン(フロリゲン)の分子機能を解明するために、フロリゲンの総合的な解析を進めた。そして、イネフロリゲンHd3aの茎頂メリステムへの蓄積、フロリゲン複合体の構造の詳細、フロリゲンと拮抗する花成リプレッサーRCNの複合体形成とその構造、茎頂メリステムにおける転写物やゲノムメチル化の変化、ジャガイモ形成におけるフロリゲン複合体形成による制御、などを明らかにした。また、フロリゲン改変による、バイオマス増加や収量向上の可能性について検討した。
