糖シグナル伝達機構と応答機構
植物は空気中の二酸化炭素を用いた光合成によって糖を生合成し ています。合成された糖は、エネルギー源として用いられるだけでなく、植物体内でホルモン様の活性を示 し、遺伝子発現制御や代謝調節を介して植物の成長・老化、形態形成や花芽形成、物質生産を調節していま す。私たちは糖シグナルと植物ホルモンであるエチレンの拮抗的な制御の仕組みを明らかにしました（Nature 425：521-525, 2003）。エチレン情報伝達の鍵を握る転写因子として同定されていたEIN3タンパク質の分解をグルコースとエチレンが拮抗的に制御していることを示 し、また、EIN3の分解の鍵を握る因子の特定にも成功しました（Cell 115：679-689, 2003; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101:6803-6808, 2004）。一方で、糖シグナルがrRNA前駆体の成熟過程を調節してリボソームの生合成を制御していることも明らかにしました（Mol. Plant 9:312-315, 2016）。核小体でのrRNA前駆体内のスペーサー領域の除去に関わるタンパク質APUM24を発見し、APUM24発 現抑制変異体では糖条件依存的にリボソームストレスが生じることを明らかにしました。これは、糖シグナ ルがリボソームの生合成を促進する時ほど、成熟したrRNAとリボソームタンパク質の量の不均衡が著し くなるためと考えられました。糖シグナルによる制御は植物の成長と物質生産の基本的制御であると考えら れ、関心を持っています。
関連する公表論文と総説
- Maekawa S, Yanagisawa S. (2021) Functions of ribosome biogenesis factors OLI2 and its interactor BRX1-2 are associated with morphogenesis and lifespan extension in Arabidopsis thaliana. Plant Biotechnol. 38:117-125.
- Maekawa S, Ueda Y, Yanagisawa S. (2018) Overexpression of a Brix domain-containing ribosome biogenesis factor ARPF2 and its interactor ARRS1 causes morphological changes and lifespan extension in Arabidopsis thaliana. Front. Plant Sci. 9:1177.
- Maekawa S, Ishida T, Yanagisawa S. (2018) Nucleolar stress and sugar response in plants. Plant Signal Behav. 13:e1442975.
- Maekawa S, Ishida T, Yanagisawa S. (2018) Reduced expression of APUM24, encoding a novel rRNA processing factor, induces sugar-dependent nucleolar stress and altered sugar responses in Arabidopsis thaliana. Plant Cell 30:209–227.
- Ishida T, Maekawa S, Yanagisawa S. (2016) The pre-rRNA processing complex in Arabidopsis includes two WD-domain-containing proteins encoded by glucose-inducible genes and plant-specific proteins. Mol. Plant 9: 312-315.
- Aki T, Yanagisawa S. (2009) Application of rice nuclear proteome analysis to the identification of evolutionarily conserved and glucose–responsive nuclear proteins. J. Proteome Res. 8: 3912–3924.
- Konishi M, Yanagisawa S. (2008) Two
different mechanisms control ethylene
sensitivity in Arabidopsis via the regulation
of EBF2 expression. Plant
Signal Behav. 3:749-751.
- Gagne JM, Smalle J, Gingerich DJ, Walker JM, Yoo SD, Yanagisawa S, Vierstra RD. (2004) Arabidopsis EIN3-binding F-box 1 and 2 form ubiquitin-protein ligases that repress ethylene action and promote growth by directing EIN3 degradation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101: 6803-6808. [Abstract]
- 柳澤修一 (2004) 植物におけるシグナル伝達系のクロストーク: 転写因子の分解の制御が鍵. 蛋白質・核 酸・酵素 49: 2131-2138.
- 柳澤修一 (2004) 植物の生長を決める巧妙な仕組み: エチレンシグナルと糖シグナルのクロストーク. ブレインテクノニュース 101: 19-23.
- Potuschak T, Lechner E, Parmentier Y, Yanagisawa S, Grava S, Koncz C, Genschik P. (2003) EIN3-dependent regulation of plant ethylene hormone signaling by two Arabidopsis F-box proteins: EBF1 and EBF2. Cell 115: 679-689. [Abstract]
- Yanagisawa S, Yoo SD, Sheen J. (2003) Differential regulation of EIN3 stability by glucose and ethylene signalling in plants. Nature 425: 521-525. [Abstract]
