研究代表者：

山口 淳二
（北海道大学・大学院理学研究院　教授）

研究室HP：

http://www.sci.hokudai.ac.jp/CSF2-web/

研究概要：

植物においてもタンパク質のユビキチン(Ub)修飾に由来する様々な制御機構が存在します。私たちは，モデル植物シロイヌナズナを用いて，植物に特有の膜局在型ユビキチンリガーゼATL31が炭素・窒素代謝の制御（C/N応答）に関与することを証明し，また，そのユビキチン修飾標的として14-3-3タンパク質を同定しました。さらに，リン酸化を介した両者間の機能制御を解明しました。ATL31は，細菌・カビ等の病原体感染に対する宿主の抵抗性（これを植物免疫と称する）にも関与します。また，この抵抗性は，膜交通に関係するSNAREタンパク質との協働による細胞壁形成に由来することを証明しました。
これらの実績に基づき，本研究では，平成25-26年度の公募研究の継続・発展として，ユビキチン修飾による膜シグナル受容機能の制御機構を解析します。具体的には， ATL31による，１）自己Ub化制御解析，２）病原体受容体FLS2の機能制御解析，３）新規ターゲット探索を実施し，ユビキチン修飾系による植物免疫制御の全容解明を目指します。

 

関連する代表的な論文：

1. Lu, Y., Sasaki, Y., Li, X., Matsuura, T., Mori, I.C., Hirayama, T., Sato, T., and Yamaguchi, J. (2015) ABI1 regulates carbon/nitrogen-nutrient signal transduction independently from ABA biosynthesis and canonical ABA signal pathway in Arabidopsis. J. Exp. Bot., doi:10.1093/jxb/erv086.
2. Maekawa, S., Takabayashi, A., Huarancca Reyes, T., Yamamoto, H., Tanaka, A., Sato, T., and Yamaguchi, J. (2015) Double mutant of atl31 and atl6 develops light intensity-dependent pale-green leaves, which is caused by inhibition of 5-aminolevulinic acid biosynthesis. PLoS One 10, e0117662
3. Huarancca Reyes, T., Maekawa, S., Sato, T., and Yamaguchi, J. (2015) The Arabidopsis ubiquitin ligase ATL31 is transcriptionally controlled by WRKY33 transcription factor in response to pathogen attack. Plant Biotech. 32, 11-19.
4. Sako, K., Yanagawa, Y., Kanai, T., Sato, T., Seki, M., Fujiwara, M., Fukao, Y., and Yamaguchi, J. (2014) Proteomic analysis of 26S proteasome reveals its direct interaction with transit peptides of plastid protein precursors for their degradation. J. Proteome Res. 13, 3223-3230.
5. Yasuda, S., Sato, T., Maekawa, S., Aoyama, S., Fukao, Y., and Yamaguchi, J. (2014) Phosphorylation of Arabidopsis ubiquitin ligase ATL31 is critical for plant C/N-nutrient response under control of 14-3-3 stability. J. Biol. Chem. 289, 15179-15193
6. Maekawa, S., Inada, N., Yasuda, S., Fukao, Y., Fujiwara, M., Sato, T., and Yamaguchi, J. (2014) The carbon/nitrogen regulator ATL31 controls papilla formation in response to powdery mildew fungi penetration by interacting with SYP121 in Arabidopsis. Plant Physiol. 164, 879-887.
7. Sun, H.H., Fukao, Y., Ishida, S., Yamamoto, H., Maekawa, S., Fujiwara, M., Sato, T., and Yamaguchi, J. (2013) Proteomics analysis reveals a highly heterogenous proteasome composition and the post-translational regulation of peptidase activity under pathogen signaling in plants. J. Proteome Res. 12, 5084-5095.
8. Sako, K., Maki, Y, Kanai, T., Kato, E., Maekawa, S., Yasuda, S., Sato, T., Watahiki, M.K., and Yamaguchi, J. (2012) Arabidopsis RPT2a, 19S proteasome subunit, regulates gene silencing via DNA methylation. PLoS One 7, e37086.
9. Maekawa, S., Sato, T., Asada, Y., Yasuda, S., Yoshida, M., Chiba, Y., and Yamaguchi, J. (2012) The Arabidopsis ubiquitin ligases ATL31 and ATL6 control the defense response as well as the carbon/nitrogen response. Plant Mol. Biol. Plant Mol. Biol. 79, 217-227.
10. Sato, T., Maekawa, S., Yasuda, S., Domeki, Y., Sueyoshi, K., Fujiwara, M., Fukao, Y., Goto, D.B., and Yamaguchi, J. (2011) Identification of 14-3-3 proteins as a target of ATL31 ubiquitin ligase, a regulator of the C/N response in Arabidopsis thaliana. Plant J. 68, 137-146.