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Study on transport mechanism of mobile mRNA in plants

Research Project

Project/Area Number 20H03273
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Notaguchi Michitaka  名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 准教授 (00647927)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 黒谷 賢一  名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 特任講師 (10402778)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywords全身性シグナル伝達 / 移動性mRNA / 移動性シス配列 / RNA結合蛋白質 / 植物 / 長距離シグナル伝達
Outline of Research at the Start

多細胞生物は、個々に機能分化した異なる器官、異なる組織が協調して働くことで、個体レベルの機能をより適切に発揮させていると考えられる。植物の全身性シグナル伝達は、篩管や道管を介した植物ホルモン、small RNA、mRNA、ペプチド、タンパク質等の分子送達で果たされていることが知られ、花成や栄養飢餓応答、乾燥ストレス応答等が全身的に制御されていることが明らかとなってきた。本研究では、それらの全身移行性分子のなかでも、生物学的な意義が未だに不明であるmRNAについて、その輸送の分子機構と植物の発生成長における働きを明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

To investigate the molecular mechanism of systemic mRNA transport, we grafted Arabidopsis thaliana and related species, and identified Arabidopsis mobile mRNAs. Using a unique program, we extracted motifs present in mobile mRNAs from the sequence information of mobile mRNAs obtained, and succeeded in extracting sequences found in 94% of the total. Tomatoes were also analyzed by the same method, and similar sequences were found in tomato mobile mRNAs. When the identified motif sequence was fused to the GUS reporter gene and its migratory behavior in plants was examined, results suggesting the mobility of GUS mRNA were obtained. From the above, we identified a cis-sequence involved in the transfer of mRNA conserved in plants.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

多細胞生物は、個々に機能分化した異なる器官、異なる組織が協調して働くことで、個体レベルの機能をより適切に発揮させていると考えられる。植物の全身性シグナル伝達は、篩管や道管を介した植物ホルモン、small RNA、mRNA、ペプチド、タンパク質等の分子送達で果たされていることが知られ、花成や栄養飢餓応答、乾燥ストレス応答等が全身的に制御されていることが明らかとなってきた。本研究では、それらの全身移行性分子のなかでも、生物学的な意義が未だに不明であるmRNAについて、その輸送の分子機構の一端を明らかとすることができ、今後の植物科学研究に意義深い成果を得ることができた。

Report

(3 results)
  • 2022 Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] High-Quality Genome Sequence Resource of the Taro Pathogen Phytophthora colocasiae2022

    • Author(s)
      Kurotani Ken-ichi、Huang Chaokun、Okayasu Koji、Suzuki Takamasa、Ichihashi Yasunori、Shirasu Ken、Higashiyama Tetsuya、Niwa Masaki、Notaguchi Michitaka
    • Journal Title

      Horticulture Research

      Volume: 9

    • DOI

      10.1093/hr/uhab056

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Micrografting in Arabidopsis Using a Silicone Chip2021

    • Author(s)
      Tsutsui, H., Kawakatsu, Y., Notaguchi M
    • Journal Title

      Bio-protocol

      Volume: 11

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Cell-to-Cell Connection in Plant Grafting?Molecular Insights into Symplasmic Reconstruction2021

    • Author(s)
      Kurotani Ken-ichi、Notaguchi Michitaka
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 62 Issue: 9 Pages: 1362-1371

    • DOI

      10.1093/pcp/pcab109

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 植物体内を長距離移動するmRNAの研究2021

    • Author(s)
      黒谷賢一、野田口理孝
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 個体内を移動するmRNA 研究のその後2021

    • Author(s)
      野田口理孝
    • Organizer
      さきがけ「情報協働栽培」成果報告会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 接ぎ木の科学による展望2021

    • Author(s)
      野田口理孝
    • Organizer
      Science Cafe
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 接木の基礎研究と応用2021

    • Author(s)
      野田口理孝
    • Organizer
      第10回超異分野学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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