植物の環境感覚:刺激受容から細胞応答まで - 文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究 平成22年度~26年度

A01 公募研究:個別刺激応答機

細胞場におけるmRNA代謝とタンパク質分解とを統合する環境刺激応答制御機構

研究代表者 柘植 知彦 京都大学・化学研究所・助教 研究代表者ホームページ

研究概要

 植物は生育環境の明暗に応じて、その形態形成を変化させている。多くの植物の芽生えは、明所で短い胚軸の先端に緑色の子葉を展開して本葉をつけるが、暗所では光を求めてモヤシになり徒長した胚軸の先端に閉じた黄色い子葉をつける。この異なる形態形成の切換には、COP9シグナロソーム(CSN)が重要であることが判明している。核でタンパク質複合体を形成するCSNは、環境感覚の情報伝達を制御する因子である。
 本研究では、植物の環境感覚システムの中でCSNがmRNA代謝とタンパク質分解を統合的に制御する鍵因子であると考えて、細胞の場におけるCSNの刺激応答機構の解明を目指す。これまで我々は、CSNが生物に広く保存され、植物では光情報伝達下流の形態形成を抑制し、動物では情報伝達や細胞周期を制御することを報告してきた。そして、CSNがユビキチン・プロテアソーム系タンパク質分解活性を調節して情報伝達を制御することを示す一方、遺伝子の転写を調節して情報伝達を制御する仮説を新たに提唱している。
 本課題では、CSNとスプライソソーム前駆体を形成するSAP130とが直接結合することを踏まえて、CSNとSAP130とに着目して、植物が種々の光条件への応答する分子メカニズムの解明を目指す。SAP130は、スプライソソーム前駆体以外に、転写やタンパク質分解に関与する複数のタンパク質複合体において同定され、その機能は多岐にわたるものと考えられる。我々はSAP130とCSN1の相互作用に基づく機能を解明することが、細胞の場におけるCSNの刺激応答機構の理解につながると考えている。

図:概要図

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