日時：2010年7月13日（火）16:00~17:30

場所：京都大学　農学・生命科学研究棟１階セミナー室（２）

講演者：Doris Wagner 博士（Department of Biology, University of Pennsylvania, USA）

演題：LEAFY target genes reveal a direct link between external stimulus response and flower development

要旨：The transition from vegetative growth to flower formation is critical for the survival of flowering plants. The plant-specific transcription factor LEAFY (LFY) has central, evolutionarily conserved roles in this process, both in the formation of the first flower during the meristem identity (MI) transition and later in flower patterning. Our combined genome-wide binding and expression studies uncover largely distinct functions for direct LFY target genes at these two stages and reveal that LFY directly controls the expression of genes regulating the response to external stimuli in Arabidopsis. Moreover, LFY can modulate basal defense responses to a bacterial flagellin peptide, Flg22. Our findings suggest a molecular mechanism for the coordination of reproductive stage development and disease response programs in plants.

日時：2010年3月9日（火）15:00~16:30

場所：京都大学　農学・生命科学研究棟１階セミナー室（２）

講演者：Ghislain Breton 博士 (Steve Kay Lab, University of California, San Diego, USA)

演題：Insights into the circadian system using functional genomics

要旨：Organisms living on the surface of the Earth are subject to daily changes in temperature and light as the planet rotates on its axis. This recurring oscillation between night and day is an important evolutionary factor that drives organisms to partition their physiology and metabolism to a specific time of the day. In order to anticipate sunrise and sunset and to measure seasonal changes in day length, organisms evolved an internal mechanism to track time. The circadian clock consists of a series of interconnected molecular events that are repeated approximately every 24 hours. Recent studies of the role of the circadian clock on plant fitness show that having a functional internal timer has a global effect on photosynthesis, growth, and survival, and thereby confers a competitive advantage. To better study the circadian system, we created a bioinformatics pipeline to identify cycling genes and the cis-regulatory elements responsible for the rhythmic behavior. Our pipeline was successful in identifying known and novel light and clock cis-regulatory elements as well as determining that 89% of the expressed genes are oscillating when under light, temperature or circadian cycles. Functional analysis revealed that genes encoding proteins associated with similar processes are expressed at the same time of the day suggesting an overall organizing factor. Our current model of the circadian system is a core subset of transcription factors (TF) that are organized in an auto-regulatory feedback loop. Each one of these TFs is also rhythmically regulating groups of non-clock genes at a specific time of the day and so on. We believe the redundant nature of this multi-loop network is an obstacle in our search of new circadian clock genes when using standard genetic screen. In order to circumvent this problem and perform screens that would allow the discovery of new clock genes, we initiated the creation of an Arabidopsis TF ORFeome library (2135 TFs). In a pilot genomics screen, using a fraction of the library in combination with the yeast one-hybrid assay, in an approach coined “promoter hiking”, we identify a novel regulator of the clock gene CCA1. As the library is being completed, other strategies are being developed that allow us to take fully advantage of this resource and advance our understanding of the diurnal and circadian transcriptional network in plants.

日時：2009年3月26日（木）13:30~15:00

場所：京都大学　農学・生命科学研究棟１階セミナー室（２）

講演者：玉田 洋介 博士 (Department of Biochemistry, University of Wisconsin, USA)

演題：UBP26によるヒストンH2Bの脱ユビキチン化はFLOWERING LOCUS C遺伝子のエピジェネティックな転写活性化を通じて花成を抑制する

要旨：シロイヌナズナにおいて、FLOWERING LOCUS C (FLC) 遺伝子は花成の抑制に中心的な役割を果たしている。FLC遺伝子の転写はヒストンのリシン残基のメチル化やアセチル化、アルギニン残基のメチル化、ヒストン変異種であるH2A.Zの挿入などといったエピジェネティックなメカニズムによって高度に制御されている。これらに加えて、ヒストンH2Bの脱ユビキチン化がFLC遺伝子の転写活性化に関与していることを明らかにしたので、それを報告する。シロイヌナズナにおけるヒストンH2Bの脱ユビキチン化酵素をコードするUBIQUITIN-SPECIFIC PROTEASE 26 (UBP26) 遺伝子の機能破壊株において、FLCの発現低下に伴う早期花成の表現型を観察した。さらに、UBP26機能破壊株のFLC遺伝子座において、モノユビキチン化されたヒストンH2Bの過剰蓄積が観察されたと同時に、36番目のリシン残基がトリメチル化されたヒストンH3 (H3K36me3) の蓄積の低下とH3K27me3の蓄積の上昇が観察された。H3K36me3はFLC遺伝子の転写活性化に、H3K27me3は転写抑制にそれぞれ機能する。以上から、UBP26によるヒストンH2Bの脱ユビキチン化はヒストンH3のリシン残基のメチル化を制御することによってFLC遺伝子の転写を活性化し、花成を抑制していることを明らかにした。

日時：2009年3月10日（火）15:30~17:00

場所：京都大学　農学・生命科学研究棟１階セミナー室（２）

講演者：Paula Suarez-Lopez 博士 (Dept. Molecular Genetics, Centre for Research in Agricultural Genomics, CSIC-IRTA-UAB, Barcelona, Spain)

演題：Induction of potato tuber development and flowering by a microRNA

要旨：Several genes acting in the genetic network regulating flowering time also affect the induction of potato tuberization. We are exploring the role of a microRNA, which affects flowering time in other species, in potato plants. Our results show that over-expression of this miRNA promotes tuberization and flowering in potato. We will present evidence of the effect of this miRNA on two downstream genes, as well as the regulation of these three elements by a photoreceptor. This allows us to propose a pathway for the control of potato tuberization.

日時：2008年5月21日（水）15:00~16:30

場所：京都大学　農学・生命科学研究棟１階セミナー室（２）

講演者：賀屋 秀隆 博士（東京理科大学　理工学部　応用生物科学科）

演題：シロイヌナズナの活性酸素種生成酵素Atrbohの活性化機構

要旨：
　スーパーオキシドアニオン，過酸化水素，ヒドロキシラジカルなどの活性酸素種(ROS: Reactive Oxygen Species) は，酸素呼吸をおこなう際，副次的に生成される．ROSは反応性が高く，DNAの酸化を引き起こし，ヒトではガンや老化のおもな要因の一つであると考えられている．そのため，細胞はROSを消去する機構を発達させてきた．その一方で，ROSを積極的に生成する機構も存在する．ヒトの食細胞では微生物などを貪食する際にROSを生成する．植物においても，ストレス応答，病害応答，形態形成においてROSが生成される．ヒトのROS生成酵素であるgp91phox (NOX2: NADPH oxidase2) ホモログとして，植物よりrboh (respiratory burst oxidase homolog) 遺伝子が単離されている．しかし，gp91phoxとは異なり，ほとんどの植物rbohは２つのputative EF-handモチーフを含む長いN末端領域を持つ．シロイヌナズナには10個のAtrboh遺伝子があるが，AtrbohDはストレス応答・病害応答に関与すること，AtrbohC/RHD2は根毛伸長に関与することが遺伝学的解析より示されていた．しかし，これらが酵素本体としてROS生成活性を持つのか，さらにその活性化機構については不明な点が多かった．
　これまで植物細胞を用いてAtrboh活性化機構の解析を試みてきたが困難であった．今回，ヒト培養細胞のHEK293Tに異種発現させることで，形質導入したAtrboh由来のROS生成量を高い時間分解能でかつ定量的に測定できる実験系を確立し，AtrbohD, AtrbohC/RHD2の活性化機構の解析をおこなった．
　AtrbohDはCa2+イオノフォアであるイオノマイシン添加により活性化され，さらにputative EF-handモチーフにアミノ酸置換変異を導入するとイオノマイシン誘導性の活性が消失することから，AtrbohDはCa2+により活性化されることを示唆した．興味深いことに，このEF-handにCa2+結合能を上昇させる変異を導入したところ，ROS生成活性は逆に低下した．EF-hand領域の構造を調べたところ，Ca2+結合によるα-helixの相対変化量が野生型よりも低下していた．このことは，AtrbohDの活性化にはCa2+結合に伴う立体構造変化が重要であることを示唆している．また，脱リン酸化阻害剤であるcalyculin Aの添加によりAtrbohDのリン酸化程度が上昇し，ROS生成も活性化された．さらに，calyculin Aはイオノマイシンによる活性化を飛躍的に活性化したことから，AtrbohDの活性化においてCa2+結合とリン酸化は相乗的であることが明らかになった．AtrbohC/RHD2もAtrbohDと同様の機構により活性化されていることも明らかにした．

日時：2008年4月11日（木）14:00~15:30

場所：京都大学　農学・生命科学研究棟１階セミナー室（２）

講演者：Rod King 博士(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) Plant Industry, Canberra, Australian)

演題：Signalling mechanisms in flowering; gibberellins, sucrose and FT signalling

要旨：Distinct photoresponses are involved in Long Day (LD) flowering of Arabidopsis in response to a high intensity Red light LD or low intensity LD from Far Red (FR)-rich incandescent lamps. Nevertheless, both act independently via the gene FLOWERING LOCUS T (FT). Expression of FT and CONSTANS (CO), a regulator of FT, increases rapidly in the leaf exposed to a single florally-inductive LD. It is likely that FT protein is then transported to the shoot apex where it evokes flowering. This flowering is blocked in ft-1 and co mutants. In a high light intensity LD sucrose regulates FT expression in the leaf blade and gibberellin (GA) is essential but not normally limiting for FT. Direct action on flowering via GA and sucrose is far more restricted.

日時：2008年3月13日（木）16:00〜17:30

場所：京都大学　農学・生命科学研究棟１階セミナー室（２）

講演者：William J. Lucas 教授（University of California, Davis）

演題：Plasmodesmata & the Phloem: Partners in Trafficking of Information Macromolecules