Elucidation of primary cell wall dynamics to regulate water conductivity of xylem vessel cells
| Project/Area Number |
20H03271
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大谷 美沙都 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (60435633)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
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| Keywords | ペクチン / 道管細胞 / 細胞壁 |
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| Outline of Research at the Start |
陸上維管束被子植物にとって、水や無機塩類を輸送する道管細胞の機能制御は非常に重要である。これまで道管細胞の通水能力制御についてはリグニン化した二次細胞壁に注目が集まり、一次細胞壁の役割については情報が乏しいのが現状である。そこで本研究では、植物細胞の一次細胞壁に特徴的な非セルロース細胞壁多糖ペクチンに焦点をあて、道管細胞機能制御におけるペクチンダイナミクス制御の役割を明らかにする。さらに、基部陸上植物や仮道管をもつ裸子植物との比較発生進化学的解析を行い、ペクチン制御による細胞機能制御が植物進化上どのように獲得されてきたのか、制御分子プログラムの進化的変遷を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、植物一次細胞壁の主要非セルロース性細胞壁多糖であるペクチンに焦点をあて、「道管細胞分化におけるペクチンダイナミクスをペクチン修飾鍵酵素の観点から明らかにし、道管細胞の通水性制御における非セルロース性細胞壁多糖ダイナミクスの役割を解明する」ことを目的としている。2021年度には、以下の成果を得ることができた。
1. ペクチン分解酵素の酵素特性が細胞分化にどう影響するかを明らかにするため、道管細胞特異的ペクチン分解酵素の欠損変異体に、３種類のペクチン分解酵素を発現させた形質転換シロイヌナズナを新たに作製しラインの整備を行った。作製ラインの予備的解析から、３種類のペクチン分解酵素の性質の違いが細胞分化に影響することを示唆するデータが得られており、今後詳細に調べる予定である。
2. 昨年度同定したペクチン分解阻害タンパク質に着目し、シロイヌナズナから３つの候補遺伝子を同定した。これら３つの遺伝子について、局在を調べるためのレポーター遺伝子を新たに作出し、シロイヌナズナ野生型、シロイヌナズナ道管細胞分化誘導ライン、シロイヌナズナ培養細胞、への導入を行った。また、タバコ葉への一過的発現解析から、これらペクチン分解阻害タンパク質が道管細胞で発現していることを示す結果を得ることに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
各種形質転換体の作出や、新規解析対象遺伝子に関するレポーターの作出など、概ね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、ペクチン分解酵素の特性評価、形質転換体の形質評価、レポーター観察、などを継続し、予定通りの解析を進める。海外研究協力者との連携を進めながら、道管細胞分化におけるペクチンダイナミクスの解明を進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(25 results)
