Abe, M., Kobayashi, Y., Yamamoto, S., Daimon, Y., Yamaguchi, A., Ikeda, Y., Ichinoki, H., Notaguchi, M., Goto, K., and Araki, T. (2005) FD, a bZIP protein mediating signals from the floral pathway integrator FT at the shoot apex. Science 309, 1052-1056.

Yamaguchi, A., Kobayashi, Y., Goto, K., Abe, M., and Araki, T. (2005) TWIN SISTER OF FT (TSF) acts as a floral pathway integrator redundantly with FT. Plant Cell Physiol. 46, 1175-1189.

Notaguchi, M., Abe, M., Kimura, T., Daimon, Y., Kobayashi, T., Yamaguchi, A., Tomita, Y., Dohi, K., Mori, M., Araki, T. (2008) Long-distance, graft-transmissible action of Arabidopsis FLOWERING LOCUS T protein to promote flowering. Plant Cell Physiol. 49, 1645-1658.

我々の研究グループはこれまでに1. 短日植物と長日植物の遺伝子レベルの統御機構の違いを明らかにした。さらに2. 短日植物イネを材料に花成ホルモン（フロリゲン）の実体がHd3a/FTタンパク質であることを明らかにした。すなわちHd3aタンパク質はイネの花成誘導条件である短日条件下に葉の篩部伴細胞で合成され、その後篩管を経由して茎頂メリステムへ移動し、花成を誘導すると考えられる。これらの知見をふまえ、以下の3つの課題について研究を展開する。

（1）イネのフロリゲンHd3aの作用機構の解明：Hd3a-GFP融合遺伝子を発現するイネを用いて詳細なHd3aの機能解析を行いイネのフロリゲンの実態に迫る。また、Hd3aと相互作用し花成を促進するタンパク質を同定できたので、これらの機能解析を通してフロリゲンによる花成促進の分子機構を明らかにする。

（2）フロリゲンの多様な機能：古くからジャガイモ塊茎形成因子とフロリゲンの類似性が指摘されて来た。この可能性をHd3a形質転換ジャガイモ等を用いて解析する。Hd3aが花成に加えて様々な形態形成の場面で機能している可能性を明らかにする。

（3）フロリゲン遺伝子の発現誘導機構の解明：イネにおいては、光がフロリゲン遺伝子の発現を直接制御することを明らかにしつつある。この性質は長日植物では見られないことから短日性を決定する最も大きな因子である可能性が高く、光の役割を徹底して解析する。また、世界の栽培イネの開花時期の多様性がフロリゲン遺伝子の発現量に相関することを明らかにした。イネの開花時期の多様性の分子基盤をフロリゲン遺伝子の発現制御の側面から解明する。

Takahashi, Y., Teshima, K.M., Yokoi, S., Innan, H. and Shimamoto, K. (2009) Variations in Hd1 proteins, Hd3a promoters, and Ehd1 expression levels contribute to diversity of flowering time in cultivated rice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 106, 4555-4560.

Tamaki,S., Matsuo, S., Wong H. L.,Yokoi, S. and Shimamoto, K. (2007) Hd3a protein is a mobile flowering singal in rice. Science 316, 1033-1036.

Hayama, R., Yokoi, S., Tamaki, S., Yano, M. and Shimamoto, K. (2003) Adaptation of photoperiodic control pathways produces short-day flowering in rice. Nature 422, 719-722.

Tsukagoshi, H., Morikami, A., and Nakamura, K. Two B3 domain transcriptional repressors prevent sugar-inducible expression of seed maturation genes in Arabidopsis seedlings. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104: 2543-2547 (2007).

Kojima, H., Suzuki, T., Kato, T., Enomoto, K., Sato, S., Kato, T., Tabata, S., Sáez-Vasquez, Echeverria, M., Nakagawa, T., Ishiguro, S. and Nakamura, K. Sugar-inducible expression of nucleolin-1 gene of Arabidopsis thaliana and its role in ribosome synthesis, growth, and development. Plant J., 49: 1053-1063 (2007).

Inagaki, S., Suzuki, T., Ohto, M., Urawa, H., Horiuchi, T., Nakamura, K., and Morikami, A. Arabidopsis TEBICHI with helicase and DNA polymerase domains is required for regulated cell division and differentiation in meristem. Plant Cell 18: 879-892 (2006).

Saito, K., Watahiki, M. K., and Yamamoto, K. T. (2007) Differential expression of the auxin primary-response gene MASSUGU2/IAA19 during tropic responses of Arabidopsis hypocotyls. Physiol. Plant. 130, 148-156.

Muto, H., Watahiki, M. K., Nakamoto, D., Kinjo, M., and Yamamoto, K. T. (2007) Specificity and similarity of functions of the Aux/IAA genes in auxin signaling of Arabidopsis revealed by promoter-exchange experiments between MSG2/IAA19, AXR2/IAA3 and SLR/IAA14. Plant Physiol. 144, 187-196.

Muto, H., Nagao, I., Demura, T., Fukuda, H., Kinjo, M., and Yamamoto, K. T. (2006) Fluorescence cross-correlation analyses of molecular interaction between Aux/IAA protein and protein-protein interaction domain of auxin response factors of Arabidopsis expressed in HeLa cells. Plant Cell Physiol. 47, 1095-1101.

Miura, A., Nakmura, M., Inagaki, S., Kobayashi, A., Saze, H., Kakutani, T. (2009) An Arabidopsis jmjC domain protein protects transcribed genes from DNA methylation at CHG sites. EMBO J 28, 1078-1086.

Saze H., Shiraishi A., Miura A., Kakutani T. (2008) Control of genic DNA methylation by a jmjC domain-containing protein in Arabidopsis thaliana. Science 319, 462-465.

Saze, H., Kakutani, T. (2007) Heritable epigenetic mutation of a transposon-flanked Arabidopsis gene due to lack of the chromatin-remodeling factor DDM1. EMBO J 26, 3641-3652.

分泌因子と特異的受容体を介した情報伝達は、多細胞生物の形態形成や環境応答における細胞間相互作用に必須のメカニズムであるが、植物ではその研究例は少ない。シロイヌナズナには600種類以上の受容体様キナーゼが存在しているが、そのリガンドが解明されているものは全体の3％以下である。このことは、リガンドー受容体ペアの探索において、従来型の手法に限界があることを示している。本特定領域研究では，リガンド（特に分泌型ペプチド）と受容体のペアをより積極的・効率的に同定するための方法論を確立し、これを用いて新たな細胞間情報ネットワークを見出すことを目指す。具体的には、既知の分泌型生理活性ペプチドの構造的特徴に基づいたin silicoペプチドスクリーニング、nano-LC-MSを用いた成熟型構造解析、受容体様キナーゼ発現ライブラリの作製と網羅的結合アッセイ、固定化受容体を用いたリガンドフィッシングなどを行なう。またペプチドの翻訳後修飾やプロセシングに関与する酵素群の解析を進める。これらにより見出された分子群を基軸として、メリステムの領域化や機能転換をはじめとした植物のかたちづくりのしくみを研究する。

Amano Y. Tsubouchi H. Shinohara H. Ogawa M. and Matsubayashi Y. (2007) Tyrosine-sulfated glycopeptide involved in cellular proliferation and expansion in Arabidopsis. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 104, 18333-18338.

Ogawa M. Shinohara H. Sakagami Y. and Matsubayashi Y. (2008) Arabidopsis CLV3 peptide directly binds CLV1 ectodomain. Science 319, 294.

Ohyama K. Shinohara H. Ogawa-Ohnishi M. and Matsubayashi Y. (2009) A glycopeptide regulating stem cell fate in Arabidopsis. Nature Chem. Biol. (in press)

Ito, Y., Nakanomyo, I., Motose, H., Iwamoto, K., Sawa, S., Dohmae, N., and Fukuda, H. (2006) Dodeca-CLE peptides as suppressors of plant stem cell differentiation. Science.313, 842-845.

Kondo, T., Sawa, S., Kinoshita, A., Mizuno, S., Kakimoto, T., Fukuda, H., and Sakagami Y. (2006) A plant peptide encoded by CLV3 identified by in situ MALDI-TOF MS analysis. Science 313, 845-848.

Hirakawa Y., Shinohara, H., Kondo, Y., Inoue, A., Nakanomyo, I., Ogawa, M., Sawa, S., Ohashi-Ito, K., Matsubayashi, Y. and Fukuda, H. (2008) Non-cell-autonomous control of vascular stem cell fates by a CLE peptide/receptor system. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 15208-15213.

植物の形態形成はメリステムにある幹細胞の増殖と分化のバランスにより制御されている。幹細胞の不等分裂はこのようなバランスを支える基本的しくみであり、メリステムを理解するためには幹細胞の不等分裂の分子制御機構の理解は不可欠である。これまでに幹細胞の不等分裂に関わる因子がいくつか報告されている。しかしながら、幹細胞はヘテロな細胞集団に囲まれて存在し、単離培養することが困難であるなどのため、細胞レベルでの分子機構はまだよくわかっていない。私達はヒメツリガネゴケから単離したプロトプラストや原糸体の頂端細胞は、露出した幹細胞であり、不等分裂を細胞レベルで研究するのに極めて優れていると考えている。そこで本研究は、ヒメツリガネゴケ幹細胞に着目し、不等分裂による幹細胞の自己複製と細胞分化が細胞周期とともにどのように制御されているかの分子機構をその時間軸にそった形で１細胞レベルから明らかにすることを目的とする。

Hiwatashi, Y., Obara, M., Sato, Y., Fujita, T., Murata, T., and Hasebe, M. 2008. Kinesins are indispensable for interdigitation of phragmoplast microtubules in the moss Physcomitrella patens., Plant Cell, 20: 3094-3106.

Fujita, T., Sakaguchi, H., Hiwatashi, Y., Wagstaff, S. J., Ito, M., Deguchi, H., Sato, T., and Hasebe, M. 2008. Convergent evolution of shoots in land plants: lack of auxin polar transport in moss shoots. Evol. Dev., 10: 176-186.

Rensing, S. A., Lang, D., Zimmer, A., Terry, A., Salamov, A., Shapiro, H., Nishiyama, T., Perroud, P.-F., Lindquist, E., Kamisugi, Y., Tanahashi, T., Sakakibara, K., Fujita, T., Oishi, K., Shin-I, T., Kuroki, Y., Toyoda, A., Suzuki, Y, Hashimoto, S., Yamaguchi, K., Sugano, S., Kohara, Y., Fujiyama, A., Anterola, A., Aoki, S., Ashton, N., Barbazuk, W. B., Barker, E., Bennetzen, J., Blankenship, R., Cho, S. H., Dutcher, S. K., Estelle, M., Fawcett, J. A., Gundlach, H., Hanada, K., Hey, A., Hicks, K. A., Hughes, J., Lohr, M., Mayer, K., Melkozernov, A., Murata, T., Nelson, D., Pils, B., Prigge, M., Reiss, B., Renner, T., Rombauts, S., Rushton, P., Sanderfoot, A., Schween, G., Shiu, S.-H., Stueber, K., Theodoulou, F. L., Tu, H., de Peer, Y. V., Verrier, P. J., Waters, E., Wood, A., Yang, L., Cove, D., Cuming, A. C., Hasebe, M., Lucas, S., Mishler, B. D., Reski, R., Grigoriev, I. V., *Quatrano, R. S., Boore, J. L. 2008. The genome of the moss Physcomitrella patens reveals evolutionary insights into the conquest of land by plants., Science, 319: 64-69.

「細胞伸長」は，植物の発生に固有で，且つ，植物に普遍的な器官形成の素過程である。この過程は，植物ホルモンを初めとするシグナルによる統御を受け、最終的には「細胞壁のゆるみ」とよばれる細胞壁の物性変化を介して制御されることが，前世紀の成長生理学の膨大な研究により明らかにされてきた。しかし，細胞壁のゆるみの分子実体と，それを惹起するエフェクター分子は未だ同定されておらず，その制御機構は未解明である。
本研究では「細胞壁のゆるみ」が陸上植物に普遍的である点に着目し，コケ,イネ，シロイヌナズナの比較ゲノムの視点から，その「実体」を解明を目指す。

Kurasawa, K., Matsui, A., Yokoyama, R., Kuriyama, T., Yoshizumi, T., Matsui, M., Suwabe, K., Watanabe, M., Nishitani, K. (2009) The AtXTH28 gene, a xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase, is involved in automatic self-pollination in Arabidopsis thaliana. Plant Cell Physiol. 50: 413-422

Matsui, A., Yokoyama,R., Ito,T., Seki,M., Shinozaki, K., Takahashi, T., Komeda, Y., Nishitani, K. (2005) AtXTH27 plays an essential role in cell wall modification during the development of tracheary elements. Plant J. 42: 525-534

植物の一生に起こるSAMの相転換のなかでも、花序メリステムから花メリステムへの転換は花序の形態に大きく影響する。あるメリステムが花メリステムに転換すると、分化の最終段階である花を形成したのちにメリステムの活性が失われる。一方、花メリステムに転換せずに花序メリステムとしての性質を維持すれば、さらに新たなメリステムをつくる。花序メリステムから花メリステムへの転換は、花序 (イネでは枝梗(しこう)) メリステムとしての性質を維持する遺伝子と、花 (イネでは小穂(しょうすい)) メリステムへの転換を促進する遺伝子の作用により決定される。イネABERRANT PANICLE ORGANIZATION1 (APO1) は、枝梗メリステムとしての性質の維持（＝小穂メリステムへの転換を抑制する）に必要である。また、APO1の発現量に依存してメリステムでの細胞増殖が促進される。そこで、本研究ではまず、APO1がメリステムでの細胞増殖を制御する分子機構を明らかにすることを目的とする。さらに、その知見を発展させ、細胞増殖とメリステムの活性およびメリステムの相転換とのつながりを理解することをめざす。

Oikawa T, Kyozuka J. Two-step regulation of protein accumulation in the control of axillary meristem formation in rice. Plant Cell 21: 1095-1108 (2009)

Umehara M, Hanada A, Yoshida S, Akiyama K, Arite T, Takeda-Kamiya N, Magome H, Kamiya Y, Shirasu K, Yoneyama K, Kyozuka J, Yamaguchi S.　Inhibition of shoot branching by new terpenoid plant hormones. Nature455: 195-200(2008)

Kurakawa T, Ueda N, Maekawa M, Kobayashi K, Kojima M, Nagato Y, Sakakibara H, Kyozuka J. Direct control of shoot meristem activity by a cytokinin activating enzyme. Nature 445: 652-655 (2007)

花茎のメリステムすなわち先端部に位置する頂端分裂組織はそれ以後発生する茎、葉、花芽の分化を司る重要な出発点となっている。このような過程特に花序形成に重要な因子であるCRM遺伝子の研究を推進する。CRM遺伝子サプレッサーの一つとしてLFYが下流因子として相互作用している可能性を発見したのでこの遺伝子との相互作用の分子機構を、花序形態形成の分子機構をオーキシン作用との関連において解析したい。
まず生理学的観点から、小花柄と節間の伸長に関わるオーキシンシグナルの関与をオーキシン輸送阻害剤添加とオーキシンシグナル関連突然変異体を用いてオーキシンを介した発生分化経路の解明を進める。
また発生的な観点では、花芽発生遺伝子LFYの茎・小花柄伸長への役割を明らかにしたい。LFY遺伝子とオーキシンシグナルとの関連、LFY下流の花芽分化誘導関連遺伝子との相互作用の分子的な実体を解明することを明らかにしたい。

さらに、suppressor・enhancer突然変異体の解析、酵母2-ハイブリド実験により相互作用遺伝子群を単離・解析することを目指す。

CRM1/BIG-mediated auxin action regulates Arabidopsis inflorescence development. Yamaguchi, N., Suzuki, M., Fukaki, H., Morita-Terao, M., Tasaka, M. and Komeda, Y. Plant and Cell Physiology 48(9): 1275 -1290 (2007)

The Arabidopsis OBERON1 and OBERON2 genes encode plant homeodomain finger proteins and are required for apical meristem maintenance. Shunsuke Saiga, Chihiro Furumizu, Ryusuke Yokoyama, Tetsuya Kurata, Shusei Sato. Tomohiko Kato, Satoshi Tabata, Mitsuhiro Suzuki and Yoshibumi Komeda. Development 135: 1751-1759 (2008)

A novel mutation in KNOPF uncovers the role of a-glucosidase I during post-embryonic development in Arabidopsis thaliana Chihiro Furumizu, Yoshibumi Komeda. FEBS Letters 582: 2237-2241(2008)

頂芽優勢は頂芽が腋芽の成長を抑制して優先的に成長する現象である。これは茎頂のメリステムから形成された腋生分裂組織が、側生器官としての腋芽に分化・成長した後に、器官の相関により休眠し、その状態を維持することによって成り立っている現象である。また、頂芽が切除されると休眠していた腋芽は成長を開始する。この一連の過程は、腋芽メリステムが1)分化・成長から休眠へ、また2)休眠から分化・成長へと相転換する現象である。1)の相転換にはストリゴラクトンが情報の制御系として関与していることが、2008年に明らかにされた。2)の相転換は主にオーキシンとサイトカイニンの協調によって支配されている。我々はこれまでの研究により、以下のことを明らかにした。腋芽が休眠を維持しているのは、茎を流れるオーキシンによって腋芽の成長開始に必要なサイトカイニンの生合成系遺伝子isopentenyltransferase (PsIPT)の発現が抑制されているからであり、頂芽切除後は、茎へのオーキシンの供給が絶たれるので、オーキシンによる転写抑制が解除され、PsIPTが発現してサイトカイニンが合成され、それが腋芽に供給され成長を開始する。この研究成果を発展させるために、本研究では、オーキシンによるPsIPT転写抑制の分子機構と、サイトカイニンによる腋芽休眠解除の分子機構を明らかにする。さらにサイトカイニンによる腋芽休眠解除とストリゴラクトンによる休眠促進が拮抗しているか否かについても解析したい。

Tanaka, M., Takei, K., Kojima, M., Sakakibara, H. and Mori, H. (2006) Auxin controls local cytokinin biosynthesis in the nodal stem in apical dominance. Plant J. 45: 1028-1036.

Shimizu-Sato, S., Ike, Y. and Mori, H. (2008) PsRBR1 encodes a pea retinoblastoma-related protein that is phosphorylated in axillary buds during dormancy-to-growth transition. Plant Mol. Biol., 66: 125-135.

植物は、発生初期に確立したメリステムを維持しながら器官分化を繰り返す。植物の発生は可塑的で、光や温度などの環境因子が強く影響を与える。ゲノム解析の進展によって、生物の普遍性と多様性について、進化を軸として理解することが可能になった。多くの生物種のゲノム解読が進められるなかで、重要なことはゲノム情報をもとに効率的な実験生物学的手法がとれること、進化の鍵と位置付けられる代表的なモデル植物を選定し集中して解析することである。その点で、苔類ゼニゴケは、陸上植物進化の基部に位置し、分子遺伝学的解析に適した特長をもつ恰好の植物である。本研究では、ゼニゴケを用いて、細胞の分裂やメリステムの機能に対する光とオーキシンの作用と働き、生長相制御の仕組みの進化過程を明らかにする。これまでに、実験手法の開発に加えて、構成的に生殖成長を示す変異体、光受容体遺伝子とその機能昂進および抑制系統を単離した。赤色光は細胞分裂を促進し、発芽胞子からのメリステム形成、体細胞からの再生に重要な役割を果たす。生殖成長には抑制的に働き、遠赤色光照射による赤色光シグナル抑制が相転換に必要である。オーキシン生合成・受容・信号伝達に関連する遺伝子は、基本的に全セット存在するが、遺伝的冗長性が極めて低いことがわかった。これらの遺伝子機能を調べることで生理学的知見の実体を分子レベルで明らかにし、環境因子（光）と内的因子（オーキシン）を介する植物メリステム制御の仕組みを理解するとともに、細胞分化や発生の制御のモデリングを目指す。

Chiyoda, S., Linley, P. J., Yamato, K. T., Fukuzawa, H., Yokota, A., and Kohchi, T. Simple and efficient plastid transformation system for the liverwort Marchantia polymorpha L. suspension-culture cells. Transgenic Res. 16, 41-49 (2007).

Yamato, K.T., Ishizaki, K., Fujisawa, M., Okada, S., Nakayama, S., Fujishita, M., Bando, H., Yodoya, K., Hayashi, K., Bando, T., Hasumi, A., Nishio, T., Sakata, R., Yamamoto, M., Yamaki, A., Kajikawa, M., Yamano, T., Nishide, T., Choi, S.-H., Shimizu-Ueda, Y., Hanajiri, T., Sakaida, M., Kohno, K., Takenaka, M., Yamaoka, S., Kuriyama, C., Kohzu, Y., Nishida, H., Brennicke, A., Shin-i, T., Kohara, Y., Kohchi, T., Fukuzawa, H. and Ohyama, K. Gene organization of the liverwort Y chromosome reveals distinct sex chromosome evolution in a haploid system. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 6472-6477 (2007).

Ishizaki, K., Chiyoda, S., Yamato, K.T., and Kohchi, T. Agrobacterium-mediated transformation of the haploid liverwort Marchantia polymorpha L., an emerging model for plant biology. Plant Cell Physiol., 49, 1084-1091 (2008) .

植物の発生や器官分化その維持に中心的な役割を果たしている植物ホルモンのオーキシンは、植物体内を極性移動することが重要であり、長い間その輸送はPINのメンバーが担っているとされてきた。しかし近年ATP結合カセット(ABC)蛋白質の中のいくつかのメンバーがオーキシンを輸送する事が相次いで報告され、植物ホルモン研究者の注目を集めることとなった。
応募者は植物ABC蛋白質の研究に長年携わってきており、特に、オーキシンの生化学的輸送機に軸足をおいた研究では、これまでシロイヌナズナを用い、根の表皮細胞におけるオーキシンの求基的極性輸送に関わるABC蛋白質AtPGP4に関してユニークな成果を上げてきた。その過程で、AtPGP4のパラログAtPGP21が根の内鞘細胞で特異的に発現すること、IAAとして内側にこれを輸送すること、さらに側根形成に関与するとの知見を得ている。
本研究ではこのAtPGP21の研究を発展させるとともに、そのマメ科のオルソログの生理機能を解明することを目的としている。特に、マメ科のモデル植物であるミヤコグサを用い、その根において側生器官として特徴的な根粒組織の形成に関与するABCトランスポータLjABCB1を取り上げ、その輸送機能と根粒形成との関係を明らかにする。さらにAtPGP21と側根形成に関する基礎知見とリソースを活かして、植物根の側生器官の発生に関するABCトランスポータの役割を解明する。

Cell and molecular biology of ATP-binding cassette proteins in plants
Yazaki, K., Shitan, N., Sugiyama, A., Takanashi, K.
Intl. Rev. Cell Mol. Biol., in press

Vacuolar transport of nicotine is mediated by a novel multidrug and toxic compound extrusion (MATE) transporter in Nicotiana tabacum
Morita, M., Shitan, N., Sawada, K., Van Montagu, M.,  Inz, D., Rischer, H., Goossens, A., Oksman-Caldentey, K-M., Moriyama, Y., Yazaki, K.　
Proc. Natl. Acad. Sci. USA,106 (7), 2447-2452 (2009)

Involvement of a soybean ATP-binding cassette-type transporter in the secretion of genistein, a signal flavonoid in legume-Rhizobium symbiosis.
Sugiyama, A., Shitan, N., Yazaki, K.
Plant Physiol., 144 (4), 2000-2008 (2007).

Karim, M.R., Hirota, A., Kwiatkowska, D., Tasaka, M. and Aida, M. (2009). A Role for Arabidopsis PUCHI in floral meristem identity and bract suppression. Plant Cell, in press.

Hirota, A., Kato, T., Fukaki, H., Aida, M. and Tasaka, M. (2007). The auxin-regulated AP2/EREBP gene PUCHI is required for morphogenesis in the early lateral root primordium of Arabidopsis. Plant Cell 19, 2156-2168.

Aida, M. and Tasaka, M. (2006). Genetic control of shoot organ boundaries. Curr. Opin. Plant Biol. 9, 72-77.

Matsushita T., Mochizuki N., and Nagatani A. (2003) Dimers of the N-terminal domain of phytochrome B are functional in the nucleus. Nature 424, 571-574.

Oka Y., Matsushita T., Mochizuki N., Suzuki T., Tokutomi S., and Nagatani A. (2004) Functional Analysis of a 450-Amino Acid N-Terminal Fragment of Phytochrome B in Arabidopsis. Plant Cell 16, 2104-2116.

*Oka, Y., *Matsushita, T., Mochizuki, N., Quail, P.H., and Nagatani, A. (2008) Mutant Screen Distinguishes between Residues Necessary for Light-Signal Perception and Signal Transfer by Phytochrome B. PLoS Genetics 4(8): e1000158. (*These authors contributed equally to this work.)

Sugawara, S., Hishiyama, S., Jikumaru, Y., Hanada,A., Nishimura, T., Koshiba, T., Zhao, Y., Kamiya, Y., Kasahara, H. (2009) Biochemical analyses of indole-3-acetaldoxime-dependent auxin biosynthesis in Arabidopsis. Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A., 106: 5430-5435.

Nagashima, A., Suzuki, G., Uehara, Y., Saji, K., Furukawa, T., Koshiba, T., Sekimoto, M., Fujioka, S., Kuroha, T., Kojima, M., Sakakibara, H., Fujisawa, N., Okada, K., Sakai, T. (2008) Phytochromes and cryptochromes regulate the differential growth of Arabidopsis hypocotyls in both a PGP19-dependent and a PGP19-independent manner. Plant J. 53: 516-529.

Nishimura, T., Mori, Y., Furukawa, T., Kadota, A., Koshiba, T. (2006) Red light causes a reduction in IAA levels at the apical tip by inhibiting de novo biosynthesis from tryptophan in maize coleoptiles. Planta 224: 1427-1435.

植物には移動の自由がないため、乾燥などの環境ストレスの変化に対して独自に適応する能力を有している。また、植物に少し環境ストレスを与えた方が、植物はストレスに対して強くなる事が経験的に知られている。本研究では、シロイヌナズナタイリングアレイを用いた発現解析により、乾燥ストレスおよび乾燥ストレスからの回復過程における遺伝子発現解析を行う。乾燥ストレス処理による遺伝子発現の変化が、乾燥ストレスを取り除いた時に体細胞分裂を経ても維持される遺伝子（乾燥ストレスを記憶した遺伝子）とストレス前の元の状態に戻る遺伝子が含まれる事が予想される。タイリングアレイを用いた解析から、遺伝子発現変化がストレスからの回復後も維持される遺伝子（乾燥ストレスを記憶した遺伝子）とストレス前の元の状態に戻る遺伝子をゲノムワイドで網羅的に探索・同定する。同定された遺伝子のクロマチン状態（ヒストン修飾状態）を解析するとともに、ヒストン修飾酵素の遺伝子破壊株を用いた解析から上記クロマチンの構造変化に関与するヒストン修飾酵素を同定する。

Seki, M., Narusaka, M., Kamiya, A., Ishida, J., Satou, M., Sakurai, T., Nakajima, M., Enju, A., Akiyama, K., Oono, Y., Muramatsu, M., Hayashizaki, Y., Kawai, J., Carninci, P., Itoh, M., Ishii, Y., Arakawa, T., Shibata, K., Shinagawa, A. and Shinozaki, K. (2002) Functional annotation of a full-length Arabidopsis cDNA collection. Science 296: 141-145.

Matsui, A., Ishida, J., Morosawa, T., Mochizuki, Y., Kaminuma, E., Endo, T.A., Okamoto, M., Nambara, E., Nakajima, M., Kawashima, M., Satou, M., Kim, J.M., Kobayashi, N., Toyoda, T., Shinozaki, K. and Seki, M. (2008) Arabidopsis transcriptome analysis under drought, cold, high-salinity and ABA treatment conditions using a tiling array. Plant Cell Physiol. 49: 1135-1149.

Kim, J.M., Kim-To, T., Ishida, J., Morosawa, T., Kawashima, M., Matsui, A., Toyoda, T., Kimura, H., Shinozaki, K. and Seki, M. (2008) Alterations of lysine modifications on histone H3 N-tail under drought stress conditions in Arabidopsis thaliana. Plant Cell Physiol. 49:1580-1588.

アラビドプシスのTERMINAL FLOWER 1 (TFL1)遺伝子はメリステムの相転換に関わる主要な遺伝子の一つである。TFL1はFTと共に小さな遺伝子ファミリーを形成し、フォスファチジルエタノールアミン結合タンパク質（PEBP）をコードしているが、生化学的な性質については不明な点が多い。また、TFL1 はFT とは逆に花成の抑制因子として働くが、花成経路における遺伝学的作用点は明らかになっていない。
本研究では、まずTFL1の発現制御に直接関与するシス・トランス因子を明らかにすることにより、その上流遺伝子を特定することで、花成経路におけるTFL1 の位置づけを明確にする。次に、転写活性や核局在能を持たないTFL1が、どのようにして下流遺伝子の転写調節に関与し、花成やメリステムの相転換を引き起こすのか明らかにする。また、我々はこれまでにTFL1タンパク質は茎頂の細胞間を移行することで、メリステムの相転換に必要な細胞間コミュニケーションを担っていることを明らかにしているので、バイオイメージング技術を利用してTFL1タンパク質の動態を詳細に解析することにより、その細胞間移行の分子機構を解明することをめざす。

Honma T. and K. Goto. (2001)
Complexes of MADS-box proteins are sufficient to convert leaves into floral organs. Nature. 409: 525-529.

Shinobu Takada and Koji Goto. (2003)
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