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L. irradiated by 
rays北野 沙也佳*; 宮城 敦子*; 大野 豊; 長谷 純宏; 鳴海 一成*; 山口 雅利*; 内宮 博文*; 川合 真紀*
Metabolomics, 11(1), p.134 - 142, 2015/02
被引用回数：8 パーセンタイル：25.41(Endocrinology & Metabolism)We investigated on the metabolic effectiveness of ray irradiation to seeds of , which are known to accumulate high level of soluble oxalate, to lower oxalate accumulation in leaves. Reduced rate of germination, discoloration of cotyledons, and deformed true leaves were observed by elevated irradiation. Metabolome analysis of primary metabolites using capillary electrophoresis-mass spectrometry showed a decrease in oxalate contents in the leaves of plants from ray-irradiated seeds. Moreover, organic acids such as malate and 2-oxoglutarate also decreased, whereas amino acids such as glutamate and glutamine increased. These results indicated that seed irradiation by rays leads to dynamic changes in metabolic pathways as well as plant growth/development.
-ray irradiation on oxalate metabolism in L.北野 沙也佳*; 宮城 敦子*; 大野 豊; 長谷 純宏; 鳴海 一成*; 内宮 博文*; 川合 真紀*
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 108, 2014/03
(Polygonaceae) highly accumulates soluble oxalate in leaves. Animals should restrict their intake of oxalate because high level of oxalate causes the poisoning. Therefore, 
well growing in the meadow is a target of weeding. In this study, we aimed to develop a low oxalate plant that can be used as a pasture by radiation breeding. Plants from seeds irradiated with several doses of rays were used to analyze the radiation effect on oxalate content and other metabolite profiles. As a result, the oxalate content in leaves was decreased by -ray irradiation. Plants with low oxalate content commonly contained increased level of amino acids and reduced level of organic acids.
線照射効果北野 沙也佳*; 宮城 敦子*; 大野 豊; 長谷 純宏; 鳴海 一成; 内宮 博文*; 川合 真紀*
JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 101, 2013/01
, a member of Polygonaceae, highly accumulates oxalate in leaves. Animals should restrict their intake because high level of oxalate causes of the poisoning. Therefore, well growing in the meadow is a target of weeding. In this study, we aim to develop a low oxalate plant that can be used as a pasture by radiation breeding. Plant seeds irradiated with several doses of rays were used to determine the germination rate and the lethal dose. As a result, the germination rate was not affected at doses up to 2000 Gy. However, the growth abnormality was shown in the lower dose. In the doses above 700 Gy, almost plants died after 1st leaf expansion. In conclusion, the 50% lethal dose (LD50) of rays was estimated to be 213 Gy for .
中曽根 光*; 藤原 正幸*; 深尾 陽一朗*; Biswas, K.; Rahman, A.*; 山田 真紀*; 鳴海 一成; 内宮 博文*; 大野 豊
Plant Physiology, 160(1), p.93 - 105, 2012/09
被引用回数：12 パーセンタイル：38.62(Plant Sciences)We demonstrated that SMALL ACIDIC PROTEIN 1 
is required for normal plant growth and development, and roots response to IAA or methyl jasmonate in the 
(
) mutation background. Deletion analysis and green fluorescent protein (GFP) / glutathione S-transferase (GST) pull-down assays showed that SMAP1 physically interacts with the CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC-9 SIGNALOSOME (CSN) via the SMAP1 F/D-region. The extremely dwarf phenotype of 
double mutant confirms the functional role of in plant growth and development under limiting CSN functionality. Our findings suggest that SMAP1 is involved in the auxin response and possibly in other cullin-RING ubiquitin ligase (CRL)-regulated signaling processes via its interaction with components associated with related-to-ubiquitin (RUB) modification.
中曽根 光; 川合 真紀*; 清末 知宏*; 鳴海 一成; 内宮 博文*; 大野 豊
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 65, 2009/12
The phytohormone auxin has roles in controlling various mechanisms in growth, proliferation, and differentiation of plants throughout the life stages. As a research initiative, the analysis of novel mutants created by ion-beam mutagenesis is an effective method. We previously isolated a novel auxin-related mutant which shows a reduced response to the anti-auxin. The SMAP1 gene, which is one of the missing genes in the 44-kb DNA region that is possibly deleted by ion beams in the mutant genome, is responsible for the 2,4-D / anti-auxin-resistant phenotype. The Arabidopsis genome has another copy of the SMAP gene, SMAP2. In this study, to better understand the biological function of the SMAP2 gene and its relationship to the mode of action of 2,4-D, we investigated the expression pattern of the SMAP2 gene and the phenotypic complementation of SMAP2 in the SMAP1 mutant.
potentially mediates the response to synthetic auxin, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, in 中曽根 光; 山田 真紀*; 清末 知宏*; 鳴海 一成; 内宮 博文*; 大野 豊
Journal of Plant Physiology, 166(12), p.1307 - 1313, 2009/08
被引用回数：4 パーセンタイル：13.07(Plant Sciences)The (
) gene is a paralogue of the gene that mediates the response to the synthetic auxin 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) in the root of Arabidopsis thaliana. Their encoded proteins, SMAP1 and SMAP2, are similar in calculated molecular weight and isoelectric point, and in having a highly conserved phenylalanine and aspartic acid-rich domain. RNA expression analysis showed that mRNA is present throughout the plant body while mRNA is restricted to siliques and anthers. Over-expression of the gene, as well as , by 35S cauliflower mosaic virus promoter restored sensitivity to 2,4-D in the 2,4-D-resistant mutant, 
, which is defective in function. The results suggest that SMAP2 has an ability to mediate the 2,4-D response and is expressed only in restricted tissues.
-chlorophenoxyisobutyric acid reveals that 
, a gene encoding a DCN1-like protein, regulates responses to the synthetic auxin 2,4-dichlorophenoxyacetic acid in Arabidopsis rootsBiswas, K. K.*; 大浦 千春*; 樋口 可南子*; 宮崎 裕士*; Nguyen, V. V.*; Rahman, A.*; 内宮 博文*; 清末 知宏*; 小柴 共一*; 田中 淳; et al.
Plant Physiology, 145(3), p.773 - 785, 2007/11
被引用回数：37 パーセンタイル：66.14(Plant Sciences)植物ホルモンオーキシンに対する新しい変異体を分離するため、アンチオーキシンとして知られるPCIBを用いて根の伸長を指標にスクリーニングを行った。量子ビーム等を利用して11系統の変異体が得られた。遺伝学的なマッピングにより、これらは
や
といったこれまで知られているオーキシン関連の遺伝子座を含め少なくとも5つの独立した遺伝子座に存在することが明らかになった。
と名付けた
, 
及び
は根の伸長試験で2,4-ジクロロフェノキシ酢酸にも抵抗性があることがわかった。のポジショナルクローニングにより、遺伝子がDUF298というこれまでオーキシンとの関連性が知られていなかった機能不明のドメインを持つタンパク質を暗号化していることが明らかになった。またこのタンパク質は核局在シグナルと思われる配列を持ち、DUF298ドメインを介してdefective in cullin neddylation 1(DCN-1)というタンパク質と相同性を有していた。さらに、本研究の結果は、PCIBがオーキシンやオーキシンに関連する因子の同定に有効であることを示している。
Rahman, A.*; 中曽根 光*; Chhun, T.*; 大浦 千春*; Biswas, K. K.*; 内宮 博文*; 鶴見 誠二*; Baskin, T. I.*; 田中 淳; 大野 豊
Plant Journal, 47(5), p.788 - 801, 2006/09
被引用回数：33 パーセンタイル：59.9(Plant Sciences)2,4-Dは、IAAの化学的アナログで、オーキシンとして投与し植物の生長を制御する際に広く使用されており、IAAと共通した応答経路で作用すると考えられている。本論文では、2,4-Dに対して感受性が低下しているがIAAに対しては野生型と同様の感受性を示す変異体であるアンチオーキシン耐性変異体()について報告する。の2,4-D応答変化の特異性は、
, 
などのマーカー遺伝子の発現や
遺伝子のリアルタイムPCR法などにより確認された。2系統の変異遺伝子座を調べたところ、両者とも複数の遺伝子にまたがるゲノムDNAの欠失が起こっていた。そこで、相補試験、及びRNAi形質転換体の解析を行い、欠失領域に存在する単一の遺伝子が2,4-D応答変化に関与していることを証明した。この遺伝子は、機能未知のタンパク質をコードする遺伝子(
:
)で動植物には存在するが、菌類や原核生物には報告がないものであった。本研究により、SMAP1は2,4-D応答の調節因子であること、2,4-DとIAAに対する応答反応は部分的に異なる経路で引き起こされることが示唆された。
-chlorophenoxyisobutyric acid impairs auxin response in arabidopsis root大野 豊; 大浦 千春*; Rahman, A.; Aspuria, E. T.; 林 謙一郎*; 田中 淳; 内宮 博文*
Plant Physiology, 133(3), p.1135 - 1147, 2003/11
被引用回数：132 パーセンタイル：92.45(Plant Sciences)PCIB (パラクロロイソ酪酸)はアンチオーキシンとして知られ、オーキシンの作用を阻害する目的で広く使われている。しかし、その阻害作用の分子メカニズムは十分に明らかにされていない。本研究ではPCIBがIAA, 2,4-D及びNAAによるBA-GUS遺伝子の発現誘導を阻害されることを示した。さらにRNAハイブリダイゼーションやRT-PCRの結果からPCIB はオーキシンによる
遺伝子の発現も抑制することが示された。また、HS::AXR3-GUS形質転換体おけるGUS活性はオーキシンによるAXR3-GUS融合タンパク質の分解促進のためオーキシン添加で阻害されるが、PCIBはオーキシンとは逆にGUS活性を増強させることが明らかとなった。一方、シロイヌナズナ根におけるPCIBの生理的影響を調べたところ、PCIBはIAAによる側根誘導を阻害し、主根の生長や重力に対する反応も阻害することが明らかとなった。以上の結果から、PCIBは、Aux/IAAの安定性によって制御されているオーキシン情報伝達系を阻害し、オーキシンによる植物の生長制御に影響を及ぼすことが示唆された。
Aspuria, E. T.; 大浦 千春*; Chen, Q.*; 内宮 博文; 大野 豊
Plant Cell Reports, 21(1), p.52 - 57, 2002/07
被引用回数：7 パーセンタイル：17.54(Plant Sciences)オーキシンによる遺伝子発現誘導をモニターする系の改良型を作成する目的で、オーキシン誘導性プロモーターに発光クラゲの発光タンパク質(GFP)遺伝子を連結しシロイヌナズナへ導入した。得られた形質転換体を100nM以上のオーキシンで処理すると、24時間後に根端の伸長帯にオーキシン特異的なGFPの発現がみられた。GFPの発現は蛍光実体顕微鏡で観察でき、プラスチックシャーレを使い無菌状態で育成した個体でも、シャーレの蓋を取ることなく無菌状態のままGFPの発現の有無を判定できた。本システムは新規オーキシン関連変異体を分離するうえで有用であると思われる。
大野 豊; 大浦 千春*; 内宮 博文
Annals of Botany, 89(1), p.77 - 82, 2002/01
被引用回数：10 パーセンタイル：24.54(Plant Sciences)シロイヌナズナの半優性変異である
は、元来光形態形成変異として分離されたものであるが、オーキシンに対する反応にも異常が見られる。最近研究により
遺伝子はオーキシン初期誘導遺伝子群()の一つである
遺伝子と同一であることが明らかにされた。AUX/IAAタンパク質はARFと結合することが知られているので、iaa3/shy2-1D変異体におけるオーキシン初期誘導遺伝子の発現を調べてみた。RNAハイブリダイゼーションの結果、
変異体において、オーキシン初期誘導遺伝子の発現はオーキシンによって増加はするものの、その量は野生型に比べ非常に減少していることが明らかとなった。
GUSを用いた組織化学的解析では、
変異体では、根端におけるオーキシンによるGUSの誘導は観られなかった。一方、GUSの異所的発現が胚軸や子葉柄,根の維管束組織において、オーキシンを与えない状態で観察された。これらの結果から
はオーキシン初期応答遺伝子の発現に関して、正負の両方の方向に機能することが推定された。
大浦 千春*; Aspuria, E. T.; 大野 豊; 長谷 純宏; 小林 泰彦; 内宮 博文
JAERI-Review 2001-039, TIARA Annual Report 2000, p.67 - 69, 2001/11
アンチオーキシンはオーキシンと類似の構造をもちそれ自身はオーキシン活性を持たないが、オーキシンの受容体との結合を競争的に阻害するものと考えられている。アンチオーキシンを利用することにより、オーキシンの受容に焦点を絞った変異体の探索を行えると考えられる。そこでまずアンチオーキシンのシロイヌナズナの根に対する生理作用を調べた。その結果アンチオーキシンは、オーキシンによる側根形成や遺伝子発現誘導を阻害したが単独でも根の伸張を阻害する生理活性をもつことが明らかとなった。次に、アンチオーキシンの作用機構に関する知見を得るために、イオンビームをシロイヌナズナ種子に照射し、突然変異体を得ることを試みた。約6万個の種子をスクリーニングした結果PCIB耐性株#183が得られた。この突然変異株の生理学的特性を検討したところ、胚軸伸張や側根形成などに異常がみられ、多くのオーキシン関連の変異体と同じような多面的な形態異常が認められた。
genesLiu, J.; 大浦 千春*; Aspuria, E. T.; 大野 豊; 内宮 博文
Chinese Science Bulletin, 46(19), p.1642 - 1645, 2001/10
被引用回数：1 パーセンタイル：1.82(Multidisciplinary Sciences)食物試料中のRNAのおおよその定量にはノーザン法や
ハイブリダイゼーション法などが用いられる。本研究ではより正確にシロイヌナズナにおける
遺伝子群のmRNAを定量するために、SYBR Green Iと特異的プライマーを用いたリアルタイムRT-PCR法を検討した。その結果、100コピーから100万コピーmRNAに対し、標準誤差15%以下の直線的な検量線を得ることができた。モデル実験としてさまざまな化学物質や温度で処理したシロイヌナズナにおける5種のAUX/IAA遺伝子の発現量を解析した。本法は植物中のmRNAをナノグラムオーダーで定量できるもっとも高感度で簡便な方法である。
川合 真紀; 小林 泰彦; 平田 愛子*; 大野 豊; 渡辺 宏; 内宮 博文
Plant Biotechnology, 17(4), p.305 - 308, 2000/12
細胞が自ら死ぬ能力(プログラム細胞死)は多細胞生物が有する基本的な生命活動の一つである。植物においてもプログラムされた細胞死は形態形成、耐病性、環境ストレス抵抗性の獲得等に重要な役割を担っているが、詳細は知られていない。植物における研究の立ち遅れの原因としては、細胞死誘導システムの確立が未完成な点があげられる。本研究では、イオンビームが植物細胞に壊死(ネクローシス)とは異なった細胞死を誘引することを見いだし、これが動物のアポトーシスと類似であることを明らかにした。実験では滅菌したトウモロコシ種子を寒天培地上に播種し、3日目に20Ne8+(350MeV)を照射した。アポトーシスのマーカーとされる核DNAの断片化を検出するため、照射2日目の植物の根から全DNAを抽出した。すると、非照射サンプルから抽出したDNAは高分子量体として検出されるが、照射体では約180塩基対を単位とする梯子状の泳動像が得られた。また、電子顕微鏡を用いた観察により、照射細胞では著しいクロマチン凝縮に加え、細胞質構造の崩壊、細胞の収縮などのアポトーシスの指標とされる形態変化が観察された。本研究によって開発された細胞死誘発システムを利用することにより、植物のアポトーシスの機構解明が大きく前進することが期待できる。
川合 真紀; Pan, L.*; Reed, J. C.*; 内宮 博文
FEBS Letters, 464(3), p.143 - 147, 1999/12
被引用回数：125 パーセンタイル：93.25(Biochemistry & Molecular Biology)Bax Inhibitor-1 (BI-1)遺伝子はYeastにおけるBax誘導性の細胞死を抑制する新規因子としてXu and Reed(1998)によって動物で報告された。植物の細胞死メカニズムを解析する足がかりとして、われわれは植物のBI-1遺伝子をアラビドプシス(AtBI-1)及びイネ(OsBI-1)より単離した。植物BI-1遺伝子は動物と同様、6または7つの膜貫通領域を有する膜タンパク質であり、アミノ酸レベルで動物遺伝子とは約42%、イネ、アラビドプシス間では約70%の相同性を示した。植物BI-1遺伝子の機能を調べるため、ガラクトース誘導性のBax遺伝子を有する酵母(QX95001)にアラビドプシスBI-1遺伝子を導入し、Bax誘導性細胞死の抑制効果を調べた。その結果、ガラクトース培地上で、発現ベクターのみ(コントロール)を持つ株は増殖できなかったが、BI-1遺伝子を有する株は増殖が可能であった。すなわち、植物BI-1遺伝子は動物と同様、酵母におけるBax誘導性細胞死を抑制する活性を有することが確認された。
川合 真紀; 小林 泰彦; 大野 豊; 渡辺 宏; 内宮 博文
JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, P. 56, 1999/10
細胞が自ら死ぬ能力(プログラム細胞死)は多細胞生物が有する基本的な生命活動の一つである。中でもアポトーシスと称される細胞死現象は、近年、特に注目され盛んに研究が行われている。放射線によって引き起こされるDNAの損傷に対して、細胞は自己修復機構を活性化させるが、修復不可能な傷に対しては自殺機構を起動する。これらは厳密に制御されたシグナル伝達系を介しており、障害による受動的な死とは区別される。植物においてもプログラムされた細胞死は形態形成等に重要な役割を担っているが、詳細は知られていない。今回、われわれはイオンビームを植物細胞に照射することによって、動物のアポトーシスと類似の形態的変化を伴う細胞死が誘引されることを見いだした。人為的に細胞死を誘発するシステムを確立することによって、植物のアポトーシスの機構解明への大きな足がかりになると考えられる。
: アンチオーキシンによるスクリーニングで発見されたシロイヌナズナ根において2,4-Dの感受性に関与するがIAAの感受性には関与しない新規遺伝子大野 豊; Rahman, A.*; 中曽根 光; Chhun, T.*; 内宮 博文*; 鶴見 誠二*; 田中 淳
no journal, ,
アンチオーキシン耐性変異体(
)は、PCIB(-chlorophenoxyisobutyric acid)を用い、根の生長を指標としたスクリーニングにより取得された2,4-Dに対して感受性が低下しているが、IAAに対しては野生型と同様の感受性を示す変異体である。分子遺伝学的な解析からゲノムでは、第4染色体の約45kbのゲノムDNA領域が消失し、約9個の遺伝子が欠失していることが明らかにされた。この変異体における2,4-Dの取り込みや代謝については、野生型と違いは認めらず、2,4-Dの情報伝達過程が異常になっていることが示唆された。で欠失した領域に挿入がおきたT-DNA変異体やエンハンサートラップ系統を入手し、PCIB耐性を調べたところ、1系統においてPCIB耐性が認められたが、この系統(
)も約27KbのゲノムDNAが破壊されていた。そこで、相補試験、及びRNAi形質転換体の解析を行い機能未知の62アミノ酸からなるタンパク質をコードする遺伝子(:)が変異体の形質に重要であることを突き止めた。本研究により、シロイヌナズナ根における2,4-Dの作用の一部は、IAA反応とは独立したSMAP1を介した経路で引き起こされることが示唆された。
中曽根 光; 川合 真紀*; 鳴海 一成; 内宮 博文*; 大野 豊
no journal, ,
われわれが合成オーキシン2,4-Dの応答機構にかかわる因子として同定したSMAP1の機能を解明するために、SMAP1欠失変異体に完全長及びC末のF/D保存領域を欠失させたと
の融合遺伝子(それぞれ
, 
)を導入した。その結果、は根におけるの2,4-D感受性を野生型のレベルにまで回復させたが、では回復がみられず、F/D領域がSMAP1の活性に重要であることがわかった。次に、抗GFP-マイクロビーズを用い、SMAP1-GFPと結合するがSMAP1
F/D-GFPとは結合しないタンパク質を精製し、質量分析で調べたところ、そのほとんどがCOP9 Signalosome(CSN)のサブユニットであった。以上の結果から、SMAP1はF/D領域を介してCSNと相互作用し、2,4-D応答を制御している可能性が示唆された。
中曽根 光; 内宮 博文*; 鳴海 一成; 大野 豊; 川合 真紀*; 清末 知宏*
no journal, ,
イオンビームによる植物の変異体誘発は、植物育種分野のみならず、基礎科学分野でも重要である。われわれは以前、シロイヌナズナのイオンビーム誘発突然変異体の解析を行い、植物ホルモン・オーキシンの感受性にかかわる新奇遺伝子を発見し、SMAP(SMALL ACIDIC PROTEIN)1と名づけた。シロイヌナズナゲノムにはSMAP1遺伝子と類似した遺伝子が一つ存在しており、われわれは、これをSMAP2と名づけた。本研究では、SMAP2がSMAP1と同様にオーキシン応答にかかわる機能を持つかどうかを調べるために、一連の実験を行った。その結果、SMAP2がSMAP1と同様の機能を示すことが示唆された。SMAP2が葯や果実で強く発現していることから、SMAP2は雄しべ,種,実の形成時におけるオーキシンの情報伝達に関与していることが考えられた。
()と
のシロイヌナズナにおける遺伝学的相互作用大野 豊; 中曽根 光; 内宮 博文*; 鳴海 一成
no journal, ,
()遺伝子は、アンチオーキシン抵抗性変異体の原因遺伝子で、合成オーキシン2,4-Dの応答機構にもかかわる因子として同定された遺伝子である。SMAP1の機能を解明するために、変異体と既知のオーキシン関連変異体との間で交配を行い、二重変異体の作出を行った。その結果、
, 
, 
といった二重変異体では、根において相加的な2,4-D感受性の低下を示した。一方、
二重変異体では、根端分裂組織が形成されないなど著しい形態異常が見られた。同様の形態異常は、
変異体にの発現をRNAiで抑制した形質転換体を掛け合わせたときも観察された。また変異体に融合遺伝子を35Sプロモーターで過剰発現させると、矮化,多分枝,花の形態異常,稔性の低下,オーキシン感受性の低下などの、変異体の特性が緩和されることがわかった。以上の結果より、の機能はの機能と密接に関係している可能性が示唆された。
