高等植物における分泌型ペプチドの器官間・細胞間移行の解析

• Project/Area Number: 12J06127
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 植物分子生物・生理学
• Research Institution: Nagoya University (2014); National Institute for Basic Biology (2012-2013)
• Principal Investigator: 岡本 暁 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,630,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2012: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: ペプチド / 長距離シグナル伝達 / 導管液 / 分泌型ペプチド / 遠距離シグナル伝達 / ダイズ

Outline of Annual Research Achievements

本研究では多様な分泌型ペプチドが根から地上部へ長距離シグナル伝達を行う可能性を考え、それを検証するためにダイズ導管液中に含まれるオリゴペプチドの探索を行うことにした。昨年度までに得られた実験結果から、申請者はダイズ導管液から７個の内生の分泌型オリゴペプチドを同定することに成功した。平成２６年度は、まずこれらのペプチドをコードする遺伝子の発現部位を明らかにするために、ダイズの組織別発現解析を行った。その結果、これらのペプチド遺伝子は根のみならず、第１節間（導管液を採取する部位）などでも発現していることがわかった。次にこれらのペプチドが実際に根から地上部へ長距離移行するかどうかを検証した。その際には上記の７つのペプチドのうち硫酸化修飾を持つペプチド２個、CLEペプチド、CEPペプチドの４つのペプチドに着目して行った。成熟型ペプチドとなる部分の塩基配列に非同義置換を入れたペプチド遺伝子のゲノム断片をそれぞれ作成し、毛状根形質転換法を用いてこのゲノム断片をダイズの毛状根に導入した。これらのゲノム断片を導入した毛状根形質転換ダイズから導管液を採取し、MS解析を行ったところ、非同義置換に由来するオリゴペプチドが検出された。この結果は少なくとも上記の４つのペプチドは根から地上部へ長距離移行することを示している。さらに申請者はこれらの４つの長距離移行性ペプチドの根における発現部位をプロモーターGUSを用いて解析した。その結果、これらの４つのペプチド遺伝子のプロモーター活性は内鞘の内側で検出された。申請者はこれらの結果を基に論文を執筆し、現在それをThe Plant Journal誌に投稿している。また本研究を通じて植物における長距離シグナル伝達について得た知見を総説にまとめ、Frontiers in plant scienceから発表した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Dynamics of long-distance signaling via plant vascular tissues (2015)
  • Author(s): Michitaka Notaguchi, Satoru Okamoto
  • Journal Title: Frontiers in Plant Science Volume: 18 Pages: 161-161
  • DOI: 10.3389/fpls.2015.00161
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A new strategy to identify long-distance mobile peptides in xylem sap (2015)
  • Author(s): Satoru Okamoto, Takamasa Suzuki, Masayoshi Kawaguchi, Tetsuya Higashiyama, Yoshikatsu Matsubayashi
  • Journal Title: The plant journal Volume: In submission Pages: 0-0
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Root-derived CLE glycopeptides control nodulation by direct binding to HAR1 receptor kinase (2013)
  • Author(s): Okamoto S, Shinohara H, Mori T, Matsubayashi Y, Kawaguchi M.
  • Journal Title: Nature communications Volume: 4 Pages: 2191-2191
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Too much love, a novel Kelch repeat-containing F-box protein, functions in the long-distance regulation of the legume—Rhizobium symbiosis. (2013)
  • Author(s): Takahara M, Magori S, Soyano T, Okamoto S, Yoshida C, Yano K Sato S, Tabata S, Yamaguchi K, Shigenobu S, Takeda N, Suzaki T, Kawaguchi M.
  • Journal Title: Plant Cell and Physiology Volume: 54 Pages: 443-447
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 道管液における長距離移行性ペプチドの探索 (2015)
  • Author(s): 岡本暁、鈴木孝征、東山哲也、松林嘉克
  • Organizer: 第56回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東京農業大学
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [Presentation] 根粒形成の長距離制御から見えてきた分泌型ペプチドの器官間移行 (2014)
  • Author(s): 岡本暁
  • Organizer: 植物グローバル教育プロジェクト シンポジウム「植物の中をめぐる多様なシグナル分子」
  • Place of Presentation: 奈良先端科学技術大学院大学
  • Year and Date: 2014-11-18
  • Invited
• [Presentation] 導管を介して長距離移行する分泌型ペプチドの探索 (2014)
  • Author(s): 岡本暁、鈴木孝征、東山哲也、松林嘉克
  • Organizer: 植物化学調節学会第49回大会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2014-10-18 – 2014-10-19
• [Presentation] Root-derived CLE glycopeptides control nodulation by direct binding to HAR1 receptor kinase (2014)
  • Author(s): Okamoto S, Shinohara H, Mori T, Matsubayashi Y, Kawaguchi M.
  • Organizer: Keystone symposia Plant signaling
  • Place of Presentation: Beaver Run(米国、コロラド州)
  • Year and Date: 2014-02-07
• [Presentation] 根粒形成の遠距離制御に関与するCLEペプチドの生化学的解析 (2012)
  • Author(s): 岡本 暁, 篠原 秀文, 森 友子, 松林 嘉克, 川口 正代司
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県福岡市)
  • Year and Date: 2012-12-12
• [Remarks]
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/pressroom/news/2013/08/12.html