高等植物のヒストン脱アセチル化酵素を介した光合成関連遺伝子の窒素による発現制御
キーワード：光合成関連遺伝子、窒素、ヒストン脱アセチル化酵素、転写制御、高等植物
2014.04.
| 齋藤 和幸（さいとう かずゆき） | データ更新日：2023.11.27 |
主な研究テーマ
イネの窒素濃度に応答して光合成関連遺伝子の発現を制御する転写因子の解明
キーワード：イネ、光合成関連遺伝子、窒素、転写因子、転写制御
2005.04.
キーワード：イネ、光合成関連遺伝子、窒素、転写因子、転写制御
2005.04.
サツマイモにおけるデンプン合成関連遺伝子の転写因子と転写調節機構
キーワード：サツマイモ、転写因子、転写調節、デンプン合成
2006.04～2013.03.
キーワード：サツマイモ、転写因子、転写調節、デンプン合成
2006.04～2013.03.
研究業績
主要著書
| 1. | 川満芳信, 実岡寛文, 東江栄, 上田晃弘, 菊田真由実, 齋藤和幸, 諏訪竜一, 冨永るみ, 長岡俊徳, 植物バイオサイエンス, 共立出版, ISBN 9784320058323, 2021.11, [URL], はじめに、野生植物から農作物への栽培化がどのようにして行われ、そして、それが世界各地へ伝播し農耕文化の発展にどのように寄与したかを見る。続いて、植物の形態やその形成機構、生命活動の基となる光合成のしくみ、植物の生産を支える土壌の構造やその働き、植物の生育に必要な元素の種類とその役割などを紹介する。さらに、植物の環境ストレスへの適応機構、SDGsへの取り組み、そして、新たな品種を作り出す遺伝子組換えとゲノム編集技術を解説し、最後に、ロボット技術やICT（情報通信技術）等の先端技術を活用したスマート農業技術を紹介する。. |
| 2. | 齋藤 和幸, 窪田 文武, 今井 勝, 加藤 盛夫, 高野 泰, 森田 茂紀, 新編 作物学用語集, 養賢堂, 2000.06. |
主要原著論文
| 1. | Kazuyuki Saitou, Nobuo Miyazaki, Ueno Osamu, Effects of nitrogen on the expression of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase small subunit multigene family members in rice (Oryza sativa L.), Plant Production Science, http://dx.doi.org/10.1626/pps.16.37, 16, 1, 37-40, 2013.01, [URL], Five ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase small subunit genes identified in the rice (Oryza sativa) genome are designated as OsRBCS1, 2, 3, 4 and 5. OsRBCS1 transcripts were not detectable. The mRNA levels of OsRBCS2, OsRBCS3, OsRBCS4 and OsRBCS5 in leaf blades were increased by NH4NO3 supply to nitrogen-starved plants, but the extent of increment varied with the genes. The mRNA levels of OsRBCS2, OsRBCS3 and OsRBCS4 in leaf blades were increased by NH4NO3 or glutamine supply to detached shoots. On the other hand, NH4NO3 and glutamine had little effect on the expression of OsRBCS5 gene. The mRNA level of OsRBCS4 was increased only by cytokinin supply to the detached shoots. The expression of the promoters of OsRBCS2 and OsRBCS3 was enhanced by NH4NO3 supply.. |
| 2. | Nagata, T., H. Hara, K. Saitou, A. Kobashi, K. Kojima, T. Yuasa and O. Ueno, Activation of ADP-glucose pyrophosphorylase gene promoters by a WRKY transcription factor, AtWRKY20, in Arabidopsis thaliana L. and sweet potato (Ipomoea batatas Lam.)., Plant production science, http://dx.doi.org/10.1626/pps.15.10, 15, 1, 10-18, 2012.01, [URL], AtWRKY20 functions directly as a transcriptional activator of the ApL3 promoter and regulates the expression of ApL3 induced by sucrose or osmoticum in A. thaliana. Moreover, AtWRKY20 can enhance the expression of the Koganesengan ibAGP1 promoter directly in sweet potato.. |
| 3. | Nagata, T. and K. Saitou, Regulation of expression of D3-type cyclins and ADP-glucose pyrophosphorylase genes by sugar, cytokinin and ABA in sweet potato (Ipomoea batatas Lam.)., Plant production science, 12, 4, 434-442, 2009.10, [URL]. |
| 4. | Oo, T.T., T., Araki, K. Saitou and F. Kubota, Response of growth, gas exchange and PSII electron transport in Greengram (Vigna radiata L., Wilczek) varieties and other pulse species to drought and re-watering, Journal of the faculty of agriculture Kyushu University, Vol. 53, No.1, 19-25, 2008.02. |
| 5. | Satoh, A., K. Saitou and H. Okubo, Increase in the expression of an alpha-amylase gene and sugar accumulation induced during cold period reflects shoot elongation in hyacinth bulbs, Journal of the American society for horticulture science, 131、185-191, 2006.04. |
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
主要学会発表等
| 1. | 余文軒, 宮本史也, 東江栄, 齋藤和幸, イネにおけるヒストン脱アセチル化酵素 HDA713 は低窒素条件下でRubisco 小サブユニット遺伝子の発現を制御する, 日本作物学会 第254回講演会, 2023.09, [URL], イネにおける HDA713 は, 窒素源を豊富に含む環境では, OsRBCS3 の発現制御に関与しないが、 窒素が欠乏した環境では OsRBCS3 の発現を抑制することが示された。. |
| 2. | 髙倉脩, 余文軒, 宇都宮花菜子, 東江栄, 齋藤和幸, イネにおけるヒストンアセチル化酵素GCN5を介した窒素によるRubisco小サブユニット遺伝子の発現制御機構, 日本作物学会 第255回講演会, 2023.03, [URL], イネではヒストンアセチル化酵素 GCN5がOsRBCS３遺伝子に対するヒストンH3 のアセチル化レベルを制御していることが明らかとなった。さらに窒素レベルが高まるとGCN5遺伝子の発現量が増加するためOsRBCS3 遺伝子のヒストンH3のアセチル化レベルが上昇し、転写活性が高まる。これによりOsRBCS3遺伝子の発現量が増加することが示された。. |
| 3. | ＃袁 夕茹, ＃馮 世程, ＃井手 駿人, ＃宮本 史也, ＠東江 栄, ＠齋藤 和幸, イネにおける窒素供給に応答したヒストンアセチル化酵素GCN5によるRubisco小サブユニット遺伝子の発現制御, 日本作物学会 第249回講演会, 2020.03, [URL], イネでは、Rubisco小サブユニット遺伝子であるOsRBCS3及びOsRBCS5の窒素供給による発現誘導はヒストンアセチル化酵素GCN5により制御されていることを示した。. |
| 4. | 宮本史也、＃井手駿人、馮世程、東江栄、齋藤和幸, イネにおけるヒストン脱アセチル化酵素遺伝子OsHDA713は低窒素条件下でRubisco小サブユニット遺伝子OsRBCS3の発現を制御する , 日本作物学会 第249回講演会, 2020.03, [URL], イネにおけるヒストン脱アセチル化酵素遺伝子OsHDA713は低窒素条件下でRubisco小サブユニット遺伝子OsRBCS3の発現を正に制御していることを示した。. |
| 5. | Xiru Yuan1, Shicheng Feng, Hayato Ide1, Fumiya Miyamoto, Sakae Agarie, Kazuyuki Saitou, Regulation of the expression of Rubisco small subunit genes by histone acetyltransferase OsGCN5 in response to nitrogen supply in rice (Oryza sativa L.), 日本作物学会 第249回講演会, 2020.03, [URL], イネの核ゲノムには、OsRBCS1からOsRBCS5の5コピーのRubisco小サブユニット遺伝子が存在し、OsRBCS2からOsRBCS5遺伝子は窒素レベルの上昇により発現が誘導される。ヒストンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子GCN5は、窒素によるOsRBCS3とOsRBCS5の発現誘導を特異的に制御していることを示した。. |
| 6. | Hayato Ide, Chihiro Kariya, Yuan Xiru, Riko Ooasada, Kazuyuki Saitou, OsHDA713, a histone deacetylase, negatively regulates the nitrogen responsive expression of OsRBCS3, a Rubisco small subunit gene, in rice, International Symposium on Agricultural, Food, Environmental and Life Sciences in Asia, 2019 (The 16th International Joint Symposium between Korea and Japan), 2019.11, イネのヒストン脱アセチル化酵素OsHDA713はRubisco小サブユニット遺伝子OsRBCS3の発現を負に制御していることを示した。. |
| 7. | Xiru Yuan, Riko Ooasada, Hayato Ide, Chihiro Kariya, Kazuyuki Saitou, Regulation of the expression of a Rubisco small subunit gene, OsRBCS3, by histone acetyltransferase GCN5 in response to nitrogen supply in rice (Oryza sativa L.), International Symposium on Agricultural, Food, Environmental and Life Sciences in Asia, 2019 (The 16th International Joint Symposium between Korea and Japan), 2019.11, イネにおいて窒素レベルの上昇にともなうRubisco小サブユニット遺伝子OsRBCS3とOsRBCS5の発現量の増加はヒストンアセチル化酵素GCN5により制御されていることを示した。. |
| 8. | 齋藤 和幸, 中尾美紀, 上野 修, シロイヌナズナにおける窒素応答性転写因子AtERF058によるRubisco小サブユニット遺伝子の発現制御, 日本作物学会 第247回講演会, 2019.03, [URL], シロイヌナズナにおいて転写因子AtERF058はRBCS遺伝子の発現を正に制御しており, 窒素レベルの上昇にともなってAtERF058遺伝子の発現量が増加するためRBCS遺伝子の発現量が増加することを示唆した。. |
| 9. | 齋藤 和幸, 田中 昌吾, 中嶋 祐基, 谷田 真結子, 上野 修, シロイヌナズナにおけるRubisco小サブユニット遺伝子 RBCS1A のヒストン脱アセチル化酵素HDA5との相互作用による発現制御, 日本作物学会 第245回講演会, 2018.03, [URL], シロイヌナズナの核ゲノムには 4コピーのRubisco小サブユニット遺伝子（RBCS1A, RBCS1B, RBCS2B 及び RBCS3B ）が存在し、葉における遺伝子の発現量はRBCS1Aが最も多い。本研究では、ヒストン脱アセチル化酵素HDA5はRBC1A遺伝子のプロモーター領域のクロマチンに結合しており、窒素濃度に応答して結合量を変化させることによりRBCS1A遺伝子の発現を制御していることを示唆した。. |
| 10. | 齋藤 和幸, 中嶋 祐基, 谷田 真結子, 中尾 美紀, 喜田 夏日, 上野 修, シロイヌナズナにおけるRubisco小サブユニット遺伝子, RBCS1A, のヒストン脱アセチル化酵素HDA5による発現制御, 日本作物学会 第243回講演会, 2017.03, [URL], シロイヌナズナの核ゲノムには 4コピーのRubisco小サブユニット遺伝子（RBCS1A, RBCS1B, RBCS2B 及び RBCS3B ）が存在し、葉における遺伝子の発現量はRBCS1Aが最も多い。本研究では、ヒストン脱アセチル化酵素HDA5が窒素濃度の上昇に応答してRBCS1A遺伝子の発現を特異的に制御していることを示唆した。. |
| 11. | 中嶋 祐基, 谷田 真結子, 中尾 美紀, 喜田 夏日, 上野 修, 齋藤 和幸, シロイヌナズナのヒストン脱アセチル化酵素HDA5によるRubisco小サブユニット遺伝子RBCS1Aの発現制御, 日本作物学会 第241回講演会, 2016.03, [URL], シロイヌナズナの核ゲノムには 4コピーのRubisco小サブユニット遺伝子（RBCS1A, RBCS1B, RBCS2B 及び RBCS3B ）が存在し、葉における遺伝子の発現量はRBCS1Aが最も多い。本研究では、ヒストン脱アセチル化酵素HDA5がRBCS1A遺伝子の発現を特異的に制御していることを示唆した。. |
| 12. | 松尾 真里, 喜田 夏日, 上野 修, 齋藤 和幸, イネRubisco小サブユニット遺伝子OsRBCS3とOsRBCS5の窒素供給に応答した発現制御とヒストンH3のリジン修飾, 日本作物学会 第241回講演会, 2016.03, [URL], イネの核ゲノムには 5 コピーのRubisco小サブユニット遺伝子（OsRBCS1～OsRBCS5）が存在し、窒素濃度の上昇に対する発現応答性が異なる。OsRBCS3遺伝子は窒素濃度の上昇に対する発現応答性が高く、OsRBCS5は低い。本研究では、OsRBCS3遺伝子とOsRBCS5遺伝子の窒素に対する発現応答性の違いは、窒素レベルの変化に伴うクロマチン構造及びヒストン H3 の修飾レベルの変化が異なるためであることを示唆した。. |
| 13. | 喜田 夏日, 黒石 智美, 中嶋 裕基, 上野 修, 齋藤 和幸, イネRubisco小サブユニット遺伝子、OsRBCS3、におけるヒストンH3の窒素供給に応答したリジン修飾の変化, 日本作物学会 第239回講演会, 2015.03, [URL], OsRBCS3遺伝子は窒素によりクロマチン構造が弛緩する事、及び、転写を促進するヒストンH3テールのトリメチル化ならびにアセチル化レベルが窒素により高まり、転写を抑制するジメチル化レベルが低下する事によって転写活性が高まることが示唆された。. |
| 14. | 齋藤 和幸, 原田 和佳, 上野 修, シロイヌナズナの窒素応答反応におけるMYB様転写因子、AtMYBN1、の役割, 日本作物学会 第237回講演会, 2014.03, [URL], シロイヌナズナでは硝酸態窒素によってAtMYBN1遺伝子の発現量が増加することによりIAA5遺伝子の発現が促進され、成長が促進されることが示唆された。. |
| 15. | 齋藤 和幸, 八尋 衣里奈, 古野 晶子, 大和 亜矢子, 上野 修, OsbZIP62転写因子による窒素に応答したイネRubiscoスモールサブユニット遺伝子、OsRBCS3、の転写制御, 日本作物学会 第235回講演会, 2013.03, [URL], OsbZIP62は窒素に低窒素条件下においてOsDREB1Gと結合するこにより間接的にOsRBCS3遺伝子プロモーターの転写を抑制していることが示唆された。. |
| 16. | 齋藤和幸、宮崎信朗、宮本幸恵、古野晶子、上野修, OsDREB1E転写因子によるイネRubiscoスモールサブユニット遺伝子、OsRBCS3、の窒素に応答した転写制御, 日本作物学会 第232回講演会, 2011.09, [URL], イネにおいてOsDREB1Eは窒素に応答してOsRBCS3遺伝子プロモーターの転写活性を高めるが、この時、プロモーター中に存在する二つのDRE因子が必須であることが明らかなった。. |
| 17. | 齋藤和幸、宮崎信朗、古野晶子、宮本幸恵、上野修, イネの窒素によるOsDREB1GとOsbZIP62の相互作用を介したRubiscoスモールサブユニット遺伝子、OsRBCS3、の転写制御, 日本作物学会 第232回講演会, 2011.09, [URL], OsbZIP62はOsDREB1Gと結合することによりOsDREB1GによるOsRBCS3遺伝子プロモーターの転写活性を抑制しているが、窒素レベルが高まるとOsbZIP62遺伝子の発現レベルが低下し、OsbZIP62による抑制が解除されることが示唆された。. |
| 18. | Nobuo Miyazaki, Kazuyuki Saitou, Osamu Ueno, The rice OsDREB1G transcription factor regulates gene expression of Rubisco small subunit in response to nitrogen supply. , 3rd International Rice Congress, 2010.11, [URL]. |
| 19. | Nobuo Miyazaki, Daiki Nagakura, Kazuyuki Saitou, Osamu Ueno, The rice OsHAP5C gene encoding a subunit of the CCAAT box binding complex regulates the expression of Rubisco small subunit gene in response to nitrogen supply. , 15th International Congress of Photosynthesis (PS2010). Photosynthesis Resarch for Food Fuel and the Future, 2010.08, [URL]. |
| 20. | 永倉大輝、宮崎信朗、齋藤和幸、上野修, OsHAP5CによるイネRubiscoスモールサブユニット遺伝子の窒素に応答した転写制御, 日本分子生物学会, 2010.12, [URL]. |
| 21. | 永田敬文、原大道、齋藤和幸、上野修, サツマイモにおけるADPーグルコースピロホスホリラーゼ小サブユニット遺伝子ibAGP1の転写活性はシロイヌナズナAtWRKY20転写因子により高まる, 日本作物学会第２２８回講演会, 2009.09, [URL]. |
| 22. | 原大道、永田敬文、小嶌健吾、湯淺高志、齋藤和幸、上野修, シロイヌナズナの転写因子AtWRKY20はADP-グルコースピロホスホリラーゼ大サブユニット遺伝子ApL3の転写活性を高める, 日本作物学会第２２８回講演会, 2009.09, [URL]. |
| 23. | 永田敬文，小橋章子，齋藤和幸, シロイヌナズナの糖とアブシジン酸による転写因子AtWRKY20を介したADP-グルコースピロホスホリラーゼ大サブユニット遺伝子ApL3の発現制御, 日本作物学会, 2008.09, [URL]. |
| 24. | 宮崎信朗，堀 智恵，齋藤和幸，上野 修, OsDof-6転写因子を介した窒素による光合成関連遺伝子の制御機構, 日本作物学会, 2008.09, [URL]. |
| 25. | 宮崎信朗，伊藤朋子，齋藤和幸, The rice OsDof-24 gene encoding a Dof transcription factor regulates gene expression of Rubisco small subunits in response to nitrogen supply, The 5th international crop science congress, 2008.04, [URL]. |
| 26. | 宮崎信朗，伊藤朋子，齋藤和幸, Dof転写因子を介した窒素によるイネRubisco小サブユニット遺伝子の発現制御機構, 日本作物学会, 2007.09, [URL]. |
| 27. | Ayako Yamasaki, Nobuo Miyazaki, Kazuyuki Saitou, Takafumi Nagata, Regulation of gene expression of sedoheptulose-1,7-bisphosphatase and chloroplastic fructose-1,6-bisphosphatase by nitrogen in rice leaf, 20th IUBMB international congress of biochemistry and molecular biology and 11th FAOBMB congress, 2006.06. |
| 28. | Nobuo Miyazaki, Ayako Yamasaki, Kazuyuki Saitou, Takafumi Nagata, Expression analysis of the ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase gene family in rice (Oryza sativa L.), 20th IUBMB international congress of biochemistry and molecular biology and 11th FAOBMB congress, 2006.06. |
| 29. | Takafumi Nagata, Kazuyuki Saitou, Regulation of cell division activity and sink activity by sucrose and cytokinin during tuberous root formation of sweet potato (Ipomoea batatas Lam.), 20th IUBMB international congress of biochemistry and molecular biology and 11th FAOBMB congress, 2006.06. |
学会活動
学協会役員等への就任
2022.04～2024.03, 日本作物学会, 幹事.
2014.04～2016.03, 日本作物学会, 学会賞選考委員会幹事.
2013.09～2014.09, 日本作物学会九州支部, 庶務幹事.
2013.09～2016.09, 日本作物学会九州支部, 福岡県幹事.
2012.04～2014.06, 日本作物学会, レビュー委員.
2010.09～2013.09, 日本作物学会九州支部, 幹事.
2010.04～2014.03, 日本作物学会, 日本作物学会用語委員会幹事（兼委員）.
2008.04～2010.03, 日本作物学会, 日本作物学会英文誌編集幹事.
2002.04～2004.03, 日本作物学会九州支部, 会計監査.
2000.04～2002.03, 日本作物学会九州支部, 幹事.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2019.03.28～2019.03.29, 日本作物学会, 座長（Chairmanship）.
2014.03.29～2014.03.30, 日本作物学会, 座長（Chairmanship）.
2014.09.04～2014.09.04, 日本作物学会九州支部, 庶務幹事.
2002.09.01～2002.09.01, 日本草地学会, 運営委員.
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2022.04～2024.03, Plant Production Science, 国際, 編集庶務幹事.
2010.04～2014.03, 作物学用語集, 国内, 編集委員.
2008.04～2010.03, Plant Production Science, 国際, 編集委員.
学術論文等の審査
| 年度 | 外国語雑誌査読論文数 | 日本語雑誌査読論文数 | 国際会議録査読論文数 | 国内会議録査読論文数 | 合計 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2018年度 | 1 | 1 | |||
| 2017年度 | 1 | 1 | |||
| 2016年度 | 1 | 1 | |||
| 2014年度 | 0 | ||||
| 2013年度 | 0 | ||||
| 2012年度 | 1 | 1 | |||
| 2011年度 | 2 | 2 | |||
| 2010年度 | 1 | 1 | |||
| 2009年度 | 11 | 11 | |||
| 2008年度 | 6 | 6 | |||
| 2007年度 | 2 | 2 | |||
| 2004年度 | 2 | 2 | |||
| 2003年度 | 1 | 1 | |||
| 2002年度 | 1 | 1 |
その他の研究活動
外国人研究者等の受入れ状況
2016.10～2016.10, 2週間以上1ヶ月未満, ハノイ農業大学, Vietnam, 学内資金.
2016.10～2016.10, 2週間以上1ヶ月未満, Yezin Agricultural University, Myanmar, 学内資金.
2007.08～2007.09, 2週間以上1ヶ月未満, ハノイ農業大学, Vietnam, 日本学術振興会.
2003.09～2003.10, 1ヶ月以上, タイグエン大学, Vietnam, 政府関係機関.
2003.07～2003.07, 2週間未満, 中国上海市農業科学院, China, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
2003.07～2003.07, 2週間未満, 中国上海市農業科学院, China, 外国政府・外国研究機関・国際機関.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2018年度～2020年度, 基盤研究(C), 代表, イネの低窒素環境下におけるヒストンのアセチル化調節による光合成の制御.
2015年度～2017年度, 基盤研究(C), 代表, イネの窒素によるヒストンアセチル化を介した光合成の制御に関する研究.
2012年度～2014年度, 基盤研究(C), 代表, イネの窒素レベルに応答した転写因子DREBによる光合成の制御に関する研究.
2009年度～2011年度, 基盤研究(C), 代表, サツマイモの転写因子WRKYによるデンプン合成及び塊根形成の制御に関する研究.
2006年度～2007年度, 基盤研究(C), 代表, ＣＤＫ活性化キナーゼによるサツマイモの塊根形成制御に関する研究.
2004年度～2005年度, 基盤研究(C), 代表, サイクリンＤによるサツマイモの塊根形成制御に関する研究.
2002年度～2003年度, 基盤研究(C), 代表, サツマイモの塊根形成における糖シグナルの役割とインベルターゼによる制御.
1998年度～2000年度, 萌芽的研究, 代表, カンショのショ糖情報伝達系におけるプロテインホスファターゼ２Ａの役割.
1997年度～1999年度, 基盤研究(B), 代表, カンショの塊根形成過程におけるスクローストランスポーターの役割に関する研究.
1995年度～1996年度, 一般研究(B), 代表, サツマイモのデンプン合成過程におけるスクロースシンターゼの役割に関する研究.
本データベースの内容を無断転載することを禁止します。