佐藤長緒 助教 / SATO, Takeo

雑草から探る生命の秘密

佐藤長緒 助教 /  SATO, Takeo

研究分野・テーマ・内容

研究分野 細胞生物学
研究テーマ 植物の生存を支える分子メカニズム

研究内容

 一見静かに生きている植物ですが、彼らは絶えず環境中のストレスと戦っています(図;植物の葉が緑色なのも当然のようですが、栄養ストレスが大きすぎると赤くなってしまいます)。ではどうやって生きているのか?その答えを探すために、植物の細胞内で起こっていることを、遺伝子やタンパク質の機能に着目し研究しています。モデル生物であるシロイヌナズナを主な材料に、遺伝子が壊れた植物体の解析や細胞内での情報伝達系を担うタンパク質同士の結合、輸送、分解といったミクロな生命現象を先端的な手法で解析しています。こうした実験を通して、植物が環境ストレスにどう適応し、生存しているのかを明らかにしたいと思っています。

シロイヌナズナとタバコ

環境ストレス

情報伝達系を担うタンパク質同士の結合

メッセージ

私たちヒトや動物と違い、植物は、大きな声を出して話したり、どこかに移動したりすることはできません。そのため、一見植物の変化は伝わりづらいかもしれません。しかし、実は植物の体内では驚くほどダイナミックな変化が絶えず起こっています。そうして、暑くなったり、病気になったり、食べ物(栄養分)が不足したりといった様々な環境ストレスに適応しながら生き抜いています。ふだん何気なく生えている植物ですが、そこには私たちの知らない「生きる秘密」が沢山あります。静かな植物のなかで起こる生きるためのメカニズムを実験しながら一緒に解き明かしましょう。

nameSATO Takeo

Research subject

Specialized field

Plant science

Key words

・Proteomics
・Ubiquitin-proteasome system
・Nutrient metabolism
・CO<sub>2</sub> response
・Plant stress responses

Research subject

Plants need to sense and adapt to multiple environmental stress as they can’t move to other place. While we can’t see inside, they always change the cell activity though regulating protein function. In our laboratory, our major goal is to understand how plants regulate their growth in response to environmental stimulus. We are mainly use the Arabidopsis plants and studying the function of ubiquitin-proteasome system (UPS) for plant stress adaptation. UPS controls multiple protein stability through ATP-dependent and selective protein degradation by ubiquitin cascade and proteasome in eukaryote. Recently we isolated a novel ubiquitin ligase CNI1/ATL31, which regulates plant nutrient stress response called C/N (carbon/nitrogen balance) response, and revealed the ATL31 targets the 14-3-3 proteins for ubiqutiination and degradation in response to C/N status (Sato et al., 2009; Sato et al., 2011). In addition, we are studying the involvement of UPS to high CO2 adaptation and senescence since C/N is also important factor in these response. In addition to genetic and physiological analysis, we mainly use the proteomics methods such as immunoprecipitation and MS analysis to evaluate the protein interaction network and post-translational modification.

message

The information about plant nutrient adaptation mechanism including high CO2 response is getting more valuable for our life. We aim to reveal and provide the fundamental information for those subjects. Please feel free to contact me if you are interested in our project. I’m happy if I can meet and discuss with you.

references

  • Sato, T., Maekawa, S., Yasuda, S. and Yamaguchi, J. (2011) Carbon and Nitrogen Metabolism Regulated by the Ubiquitin-Proteasome System. Plant Signal. Behav.(in press)
  • 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.Plant J. 68, 137-146.
  • Sato, T., Maekawa, S., Yasuda, S., Sonoda, S., Katoh, E., Ichikawa, T., Nakazawa, Seki, M., Shinozaki, K., Matsui, M., Goto, D.B., Ikeda, A., and Yamaguchi, Y. (2009) CNI1/ATL31, a RING type ubiquitin ligase that functions in the Carbon/Nitrogen response for growth phase transition in Arabidopsis seedlings. Plant J. 60, 852-864.