A01：「植物ユビキチンリガーゼの鉄・亜鉛スイッチングによる鉄感知の実体解明」
小林 高範（石川県立大学 生物資源工学研究所）
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生物は適量の鉄を吸収して利用するために、鉄の過不足を感じ取る鉄センサー分子と、鉄を吸収・輸送する遺伝子群を鉄欠乏時に誘導する制御系を持っています。本研究は、植物細胞の鉄センサー候補分子であるユビキチンリガーゼHRZによる鉄の感知メカニズムを明らかにすることを目的とします。HRZは植物の鉄欠乏応答を負に制御します。HRZが持つ5種類の鉄・亜鉛結合ドメインが鉄結合状態、亜鉛結合状態、金属フリーな状態の各々でその機能を変化させる「鉄・亜鉛スイッチング」により、植物は鉄栄養状態を感知している可能性が考えられます。そこで本研究では、HRZタンパク質の機能が鉄または亜鉛の欠乏、過剰によりどのように変化するかを分子レベル・個体レベルで解明するとともに、HRZタンパク質の立体構造と、その鉄・亜鉛環境による変化を解明することを目指します。本研究により、植物の鉄センサー分子と鉄感知メカニズムの実体が明らかになるとともに、不良土壌でもよく生育し、鉄などのミネラル栄養価の高い作物の創製に繋がることが期待されます。
【関連する代表的論文】
Kobayashi, T., Nagano, A. J. and Nishizawa, N.K.
“Iron deficiency-inducible peptide-coding genes OsIMA1 and OsIMA2 positively regulate a major pathway of iron uptake and translocation in rice”
Journal of Experimental Botany 2021, 72(6), 2196-2211
DOI: 10.1093/jxb/eraa546
Kobayashi, T., Ozu, A., Kobayashi, S., An, G., Jeon, J.S. and Nishizawa, N.K.
“OsbHLH058 and OsbHLH059 transcription factors positively regulate iron deficiency responses in rice”
Plant Molecular Biology 2019, 101, 471-486
DOI: 10.1007/s11103-019-00917-8
Kobayashi, T. and Nishizawa, N.K.
“Iron sensors and signals in response to iron deficiency”
Plant Science 2014, 224, 36-43
DOI: 10.1016/j.plantsci.2014.04.002
Kobayashi, T., Nagasaka, S., Senoura, T., Itai, R.N., Nakanishi, H. and Nishizawa, N.K.
“Iron-binding haemerythrin RING ubiquitin ligases regulate plant iron responses and accumulation”
Nature Communications 2013, 4, 2792
DOI: 10.1038/ncomms3792