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| 2012年 |
| 日時：12月28日（金曜）15:00〜 講師：南原 英司博士（カナダ University of Toronto, Assistant Professor） 演題："シロイヌナズ発芽時における胚乳の機能に関する研究"<page top> |
| 日時：10月16日（火曜）15:00〜 講師：林 謙一郎博士（岡山理科大学理学部生物化学科 准教授） 演題："ケージド・オーキシン"<page top> |
| 日時：7月27日（金曜）13:00〜 講師：相田 光宏博士（奈良先端科学技術先端大学院大学バイオサイエンス研究科 准教授） 演題："シロイヌナズにおける茎頂分裂組織の形成機構" 要旨：植物体地上部の器官の大部分は、茎の先端部に存在する茎頂分裂組織により形成される。分裂組織の中央部には多能性の幹細胞が存在し、これが分裂を繰り返して自らを維持するとともに、葉や茎、枝、花といった各種の器官を構成する細胞を生み出す。茎頂分裂組織は胚発生において最初に形成され、これが植物体の主軸を生じる。また、いったん形成された主軸からは二次的な分裂組織が形成され、これらが枝や花などへと発達することで、植物体の形が複雑になっていく。茎頂分裂組織がどのように形成され、どのようなしくみで自らを維持しながら器官形成を継続できるのかを明らかにすることは、植物の発生を理解する上できわめて重要である。 我々はまず、植物の基本体制が確立する時期である胚発生に着目し、この時期の茎頂分裂組織形成に必須な転写因子CUC1およびCUC2の作用機序について解析を行った。その結果、これらの転写因子は、茎頂分裂組織形成時の細胞の増殖と器官分化のバランスを適切に保つために重要な役割を果たすことが示唆された。また、生殖成長期における二次的な分裂組織である花分裂組織についての解析を行ったところ、胚発生における分裂組織形成の制御因子と花形成における特異的な因子との協調したはたらきが重要であることが明らかになった。<page top> |
| 日時：6月21日（木曜）15:00〜 講師：佐藤 守俊博士（東京大学大学院総合文化研究科 准教授） 演題："生体分子を可視化する技術・操作する技術" 要旨：光を使った可視化計測技術は、細胞内における生体分子の動態を理解する上で極めて強力なツールを提供します。私共は、タンパク質ドメインを分子認識素子として活用し、主として遺伝子工学的アプローチに基づいて、セカンドメッセンジャーと呼ばれる種々の生体小分子、およびタンパク質間の相互作用やタンパク質リン酸化などの生化学反応を可視化するための分子プローブを開発してきました。最近では、可視化計測を実現する分子プローブに加えて、細胞の中で生起するシグナル伝達等を自由自在に光で操るための新しい分子プローブの開発研究にも従事しております。本セミナーでは、このような生体分子のはたらきを探索するための分子プローブの開発研究に関して、私共の最近の成果を紹介し、今後の展開等について議論したいと思います。<page top> |
| 2011年 |
| 日時：10月6日（金曜）15:00〜 講師：隅山 健太博士（国立遺伝学研究所集団遺伝部門 助教） 演題："トランスジェニックマウス解析による転写調節メカニズム進化が脊椎動物形態進化に果たす役割の解明" 要旨：動物のゲノムが多数決定されその比較の結果明らかになった意外なことは、多様なボディプランを持つ各種動物の発生を規定する基本遺伝子セット（ツールキット遺伝子）は非常に似通っているという事実であった。このことから、動物の多様性を生み出す原因は遺伝子そのものの多様性よりもむしろツールキット遺伝子の使い方（発現制御の多様性）にあるのではないかという考え方が最近注目されている。 代表的なツールキット遺伝子であるDlx遺伝子群は動物の発生において多面的に発現し、形態形成に重要な役割を果たしている。脊椎動物でDlx遺伝子は祖先的な外胚葉での発現に加えて顎、対肢、胎盤、毛など、進化的に新しく生じた器官で発現し形態形成を制御する。Dlx遺伝子が進化上繰り返し新しい発現を獲得すること（co-option）は非常に興味深い現象であるが、Dlx遺伝子の発現制御メカニズムとその進化過程には未だ謎が多い。 私たちは１）ＢＡＣサイズのＤＮＡを用いたトランスジェニックマウス実験系 ２）トランスポゾンを用いた高効率トランスジェニックマウス作製法 ３）バイオインフォマティクスによるエンハンサー配列予測解析法、などの手法を独自に開発・改良して、Dlx3-4遺伝子クラスターの鰓弓（顎）、四肢、毛および胎盤に特異的なエンハンサーを同定することに成功した。四肢のエンハンサーコア配列にはＢＭＰシグナル応答配列が含まれており、これがエンハンサー活性に必須であることを明らかにした。このコア配列の進化的起源は古く、四肢が出現する遙か以前に分岐した頭索類のナメクジウオにも存在していた。さらに驚くべきことにこのナメクジウオのエンハンサー配列はトランスジェニックマウスでも機能することが判明し、祖先的なエンハンサー活性を示すことを発見した。この他、ほ乳類において突然出現した鰓弓エンハンサーおよび胎盤エンハンサーについての機能解析とその出現メカニズムについて進化モデルを議論し、ほ乳類がゲノム進化によって得たものと、潜在的に抱え込んでしまったリスクについても議論する。<page top> |
| 日時：9月2日（金曜）16:00〜 講師：冨永 るみ博士（宮崎大学IR推進機構 IRO特任助教） 演題："シロイヌナズナの表皮細胞分化を制御するMYB転写因子の解析"<page top> |
| 日時：7月21日（木曜）15:00〜 講師：KIM Gyung-Tae（キム ギョンテ）博士（韓国 Dong-A University・東亞大学 教授） 演題："Toward the elucidation of roles of cell division and cell proliferation during plant development" 要旨：Cell division and cell proliferation play key roles in proper development and appropriate shape during plant development. Firstly, we focused on the negative regulator of cell cycle, KRPs of Arabidopsis to understand complex cell division controls for SAM maintenance and for organ development. Especially, we have characterized transgenic plants overexpressing KRP1, KRP3, KRP6, and KRP7 which are highly expressed in the vicinity of SAM and leaves. As a result, we found that cell division controlled size and shape of SAM and leaves. In addition, we found that cell division controls by KRP3 had critical roles in SAM formation via the regulation of the expression pattern of WUS. Moreover, we also found that the inhibition of cell cycle by KRP induced cell enlargement (compensation) via endoreduplication-dependent and/or -independent genetic pathway. And we can also discuss the ploidy changes in SAM and leaf cells. Secondly, we focused on a positive regulator of leaf senescence, ORE, which encode a zinc finger transcription factor. Interestingly, this ORE positively regulated cell proliferation-dependent organ growth and age-associated leaf longevity. Base on the results of our study, we will discuss the roles of cell division and cell proliferation in SAM, leaves, and plant development.<page top> |
| 日時：7月15日（金曜）16:00〜 講師：嘉美 千歳博士（スイス University of Lausanne 博士研究員） 演題："How is phototropism controlled by phy- and phot-dependent pathways in low blue light?" 要旨：Higher plants have advanced light sensing and signaling systems to control their growth and development. In Arabidopsis, multiple photoreceptors including five phytochromes (phyA-E), two cryptochromes (cry1, 2), two phototropins (phot1, 2) and UVR8 control de-etiolation and/or phototropism (Kami et al., 2010, Rizzini et al., 2011). The phototropins are required for phototropism. phot1 is more sensitive than phot2 to blue light and is thus the primary photoreceptor in low blue light (Christie 2007). Genetic studies have identified a limited number of phototropin signaling components, including NPH3, RPT2, PKS1 and PKS2 that interact with the phototropins and specifically work in phototropin signaling (Motchoulski et al., 1999, Sakai et al., 2001, Lariguet et al., 2006, de Carbonnel et al., 2010). Interestingly, phyA and crys are also required for normal phototropism in low blue light (Lariguet and Fankhauser 2004, Whippo and Hangarter 2004, Tsuchida-Mayama et al., 2010). phyA was proposed to promote phototropism by inhibiting gravitropism (Lariguet and Fankhauser 2004). In addition, many publications suggest a direct role of phyA in promoting phototropism (Han et al., 2008, R?sler et al., 2007). Moreover, phyA in etiolated seedlings have a function for promotion of phototropism by red light pretreatment before giving blue light (Janoudi 1997, Parks 1996). In this seminar, I would like to talk about 1) phyA nuclear signaling promotes phototropism, 2) Gene expression analysis suggested that phyA signaling promotes gene expression of phototropism regulators (e.g. PKS1 and RPT2) which are strongly upregulated by nuclear phyA signaling in blue light, 3) PKS proteins may integrate the phy- & phot- dependent signaling in hypocotyl growth orientation, 4) PKS may function for auxin accumulation or signaling in elongation zone of etiolated seedlings.<page top> |
| 日時：4月21日（木曜）15:00〜 講師：中山 尚美博士（スイス University of Bern 博士研究員） 演題："Mechanical regulation of auxin mediates organ growth control" 要旨：Morphogenesis at the shoot apex is regulated by the interactions between mechanic and the phytohormone auxin; however, exactly how mechanics regulates auxin is unknown. By using a newly developed software MorphoGraphX and careful quantitative analyses, we have found that two mechanical parameters, turgor pressure and membrane tension, can regulate the auxin efflux carrier PIN1 and auxin accumulation pattern. Osmotic treatment, external force application, and membrane tension modulation comprehensively suggest that PIN1 protein level and intracellular localization (including its polar distribution) are sensitive to mechanical alterations, especially to changes in membrane tension. Membrane tension can act as a sensor of tissue mechanics through cell wall strain and directly influences vesicle trafficking at the cellular level. One implication of this fundamental mechanism is the robust growth promotion in young primordia: the mechanical changes associated with growth facilitate auxin accumulation and drives further growth.<page top> |
| 日時：3月25日（金曜）16:00〜 講師：中村 友揮博士（ドイツ マックスプランク植物育種研究所・ケルン 研究員） 演題："高等植物における膜脂質の多様な機能" 要旨：高等植物は、リンを含まない糖脂質を生体膜の主たる構成成分とする点がユニークであり、このことが光合成など植物特有の機能と密接に関係している。本セミナーでは、講演者らがシロイヌナズナを用いて近年明らかにした膜脂質の新たな機能について、栄養欠乏応答と花序メリステムの活性制御に関わる役割を中心に紹介する。<page top> |
| 日時：3月4日（金曜）15:00〜 講師：木村 成介博士（京都産業大学総合生命科学部生命資源環境学科 准教授） 演題："植物の葉の形態の多様性に関する研究" 〜ガラパゴス諸島に固有の野生トマトに観察される葉形態の自然変異の発生機構〜 要旨：自然界には様々な形の葉が存在しています。進化論で有名なダーウィンがガラパゴス諸島で見つけた２種類の野生トマトを葉の形態の自然変異を例として、植物の葉形態の多様性の発現機構について発表します。また、最近行っている葉の形態の表現型可塑性の研究についても簡単に紹介します。<page top> |
| 2010年 |
| 日時：11月12日（金曜）15:00〜 講師：林 謙一郎博士（岡山理科大学理学部生物化学科 准教授・京都大学化学研究所 客員准教授） 演題："植物ホルモン・オーキシンのケミカルバイオロジー" 要旨：近年、化学と生物学の境界を超えて、生物を化学的な視点から解明するアプローチが推進されつつある。特に、従来の分子遺伝学や分子生物学的な手法を相補する生物有機化学的な手法により、生命現象に迫ろうとする学際領域をケミカルバイオロジーとよぶ。 本セミナーでは、植物の成長制御を担う植物ホルモンであるオーキシンの作用・代謝・輸送などに関して、我々が推進してきたケミカルバイオロジーによる研究アプローチの概念と実際の研究事例をもとに概説する。特に、オーキシン受容体の受容機構、極性輸送の研究に有用なケミカルツールについて、最近10年間の研究プロセスなどについても紹介したい。<page top> |
| 日時：3月26日（金曜）17:00〜 講師：小山 時隆博士（京都大学理学研究科生物科学専攻 准教授） 演題："シアノバクテリア概日振動システムー振動子から転写制御までー" <page top> |
| 2009年 |
| 日時：9月28日（月曜）17:00〜 講師：木下 哲博士（奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科 准教授） 演題："ゲノムインプリンティング〜父・母ゲノムのせめぎ合い〜" <page top> |
| 日時：4月6日（月曜）15:00〜 講師：MELE Giovanni（メレ ジョバンニ）博士（イタリア CNR-IBBA研究所 グループリーダー） 演題："Does Brevipedicellus, homeobox gene, define intra-bundle phloem and xylem localization" 要旨：Plant development depends on the continuous activity of the shoot apical meristem (SAM) to produce organs throughout a plant’s life. The SAM maintains its indeterminate function by fine balance between totipotent indeterminate dividing cells that constantly replenished the cells recruited into lateral organs and cells undergoing to differentiation that acquire determinate cell fate. Class 1 KNOX homeobox transcription factors are key proteins involved in SAM maintenance and cell differentiation. Combining a novel in silico approach with transcript and metabolite profiling, we identified BREVIPEDICELLUS (BP) as global regulators of the brassinosteroid (BR) pathway genes at multiple checkpoints. The overall rescue of the bp phenotype by epi-brassinolide identified the BR as the main target of BP. Inducible lines treated with protein synthesis inhibitor provided evidence that some BR genes are direct KNOX targets. Our results advance the understanding of BP-regulated molecular pathways and cell identity by identifying BP as regulator of intra-bundle phloem and xylem localization. <page top> |
| 2008年 |
| 日時：11月11日（火曜）12:10〜 講師：SCHWECHHEIMER Claus（シュベッシハイマー クラウス）博士（ドイツ Technische Universitat Munchen 教授） 演題："A novel auxin transport regulatory protein kinase from Arabidopsis thaliana" 要旨：We are interested in the control of plant development by the phytohormones auxin and gibberellic acid. We have characterized a family of four protein kinases, which we designated D6PK through D6PKL3, from Arabidopsis. Through physiological and molecular studies of d6pk loss-of-function mutants, we have been able to demonstrate that these kinases are required for efficient auxin transport. Interestingly, D6PK colocalizes with the PIN auxin efflux facilitators, and interacts with several member of the PIN protein family. We suggest that D6PK regulates PIN activity by phosphorylation and that D6PKs represent an additional level of control for auxin transport. <page top> |
| 日時：11月10日（月曜）13:00〜 講師：CHAMOVITZ Daniel A.（シャモビッツ ダニエル）博士（イスラエル Tel Aviv University 教授） 演題："Genomic analysis of the COP9 signalosome - lessons from Drosophila, implications for Arabidopsis" 要旨：The COP9 signalosome (CSN) is a highly-conserved regulatory protein complex that in higher eukaryotes consists of eight subunits named CSN1 to CSN8 (Wei and Deng, 2003). The most studied CSN function is regulation of protein degradation. CSN interacts with E3-ubiquitin ligases, removing Nedd8, a ubiquitin-like modifier, from cullin-based E3's thereby regulating ligase activity. This activity, termed deneddylation, resides in CSN5. Loss-of-function mutants in Drosophila CSN subunits are larval lethal, and display both common and distinct phenotypes. The lack of complete phenotypic overlap between the csn mutants can be explained by at least two non-exclusive hypotheses. First, each subunit can have different roles within the CSN complex. Second, each subunit can have distinct roles independent of the CSN. We further hypothesized that there could be numerous CSN-regulated pathways that are not morphologically evident. To clarify these issues, we initiated a global analysis of transcription profiles on our available csn mutants. Transcriptome analysis was carried out on Drosophila mutants in four COP9 signalosome subunits at four different developmental time points. Using two different experimental setups, entailing two different cDNA arrays, different controls, and carried out with strains grown in different labs and at different times, we have obtained similar results indicating that the CSN affects expression of ~20% of the genes on the microarrays. Our results show that CSN5, and thus its intrinsic deneddylase activity, carries only a part of COP9 signalosome function. The CSN acts as a temporal transcriptional repressor, regulating genes that are normally induced in embryogenesis or metamorphosis. Interestingly, our structural studies using Arabidopsis suggest that the CSN directly binds DNA. These results are being utilized to identify CSN-dependent pathways, and to compare these pathways between Drosophila and Arabidopsis. <page top> |
| 日時：11月6日（木曜）15:00〜 講師：SERINO Giovanna（セリーノ ジョバンナ）博士（イタリア University of Rome "La Sapienza" 助教授） 演題："Regulation by the COP9 signalosome of AtPIC2, an F-box protein from Arabidopsis thaliana" 要旨：In plants and in all eukaryotic organisms, many developmental, hormonal and physiological pathways depend on proper functioning of the COP9 signalosome (CSN). In an attempt to identify novel CSN-dependent processes we have isolated a novel F-box protein, which co-purifies with CSN. Identifying AtPIC2-specific substrates and functions in plants will therefore help us to uncover novel pathways regulated by CSN. Our results indicate that AtPIC2 is part of a functional ubiquitin ligase complex in Arabidopsis. Interestingly, AtPIC2 is conserved in plants throughout evolution but is not conserved in animals, suggesting that it is required for plant-specific processes. Indeed, we have recently found that plants with reduced PIC2 levels do not respond properly to light. PIC2 might be therefore required for the ubiquitylation of specific factors involved in light response. This is confirmed by our finding that AtPIC2 interacts directly with LSH1, a small nuclear factor involved in phytochrome-mediated light response. Experiments are underway to confirm that LSH1 is indeed a substrate for PIC2 activity and to clarify AtPIC2-specific molecular ad cellular functions, which depend on CSN. <page top> |
| 日時：8月7日（木曜）15:00〜 講師：QU Li-Jia（チュ リージャ）博士（中国 北京大学 生命科学学院 教授） 演題："Molecular mechanism of the curly leaf phenotype in the rice curly-flag-leaf mutant cfl1" 要旨：Plants develop a sealed surface mainly made of hydrophobic materials, i.e., cutin, wax and suberin. This is used to protect themselves against water-loss, insects, and microbes, as well as, to reflect and/or absorb light in various environments. Miss-production of these hydrophobic materials could affect the interaction among the plant cells and prevent cell adhesion or even cause organ fusion. In recent years, many mutants with defects in biosynthesis or transport of these materials were identified in Arabidopsis and maize, some of which exhibiting fused-organ phenotypes. Here in this study we started our research from a rice mutant cfl1 (curly flag leaf 1). The curly flag leaf phenotype is caused by the elevated expression of an unknown function gene OsCFL1. To elucidate the function of OsCFL1, we first studied its homologous gene in Arabidopsis. Bioinformatics analysis showed that there are four OsCFL1-homologous genes in Arabidopsis, among which AtCFL1 and AtCFL2 are most homologous to OsCFL1. When AtCFL1 was overexpressed, the transgenic plants displayed pleiotropic phenotypes including cotyledon fusion, dwarfism and early flowering. We further found that the 35S:AtCFL1 plants could be stained by Toluidine Blue (TB), and the intensity of the staining is positively correlated to the overexpression level of AtCFL1, suggesting that the integrity of plant cuticle is possibly impaired. Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis of the rosette leaves and stems showed that the epidermis of 35S:AtCFL1 plants crinkled and that epicuticular wax reduces dramatically. Transmission Electron Microscopy (TEM) analysis of the leaves showed that the cuticle of the 35S:AtCFL1 plants crinkled and became thickened, implying that the compositions of the cuticle have been changed. Promoter-GUS assay and quantitative RT-PCR analysis showed that AtCFL1 was mainly expressed at places where new protective layer will be formed, e.g., the position where flower abscission and silique dehiscence occurred, or the tip and endodermis of the root. Notably, AtCFL1 expressed specifically in papillar cells of gynoecium where organ fusion occurs during pollination under normal conditions. We further found that some of the genes involved in lipid biosynthesis, especially genes involved in fatty acid elongation such as KCS1 and CER2, were down-regulated in the 35S:AtCFL1 plants. This was further supported by GC-MS results, showing that the amount of C26 and C28 fatty acids were decreased in the 35S:AtCFL1 plants. By screening a cDNA library using yeast two hybrid system, we identified one protein, HDG1, that interacted with AtCFL1 in vitro. HDG1 belongs to Homeodomain Leucine-Zipper family Class IV, which many members were previously reported to be involved in the regulation of epidermal cell functions. Taken together, we propose that AtCFL1 (and OsCFL1) may represent a new class of genes that, by interacting with HDG1, are involved in the biosynthesis of long chain fatty acid, and as a result, affect the development of epidermal cells and organ fusion. <page top> |
