Studies on the molecular mechanisms and evolution of the generation and transmission of action potential in plants
| Project/Area Number |
21H04783
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
長谷部 光泰 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 教授 (40237996)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀬上 紹嗣 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 助教 (00765935)
真野 弘明 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 特任助教 (80376558)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2022-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥42,250,000 (Direct Cost: ¥32,500,000、Indirect Cost: ¥9,750,000)
Fiscal Year 2021: ¥16,120,000 (Direct Cost: ¥12,400,000、Indirect Cost: ¥3,720,000)
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| Keywords | 活動電位 / 長距離情報伝達機構 / オジギソウ / ハエトリソウ / モウセンゴケ |
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| Outline of Research at the Start |
植物では動物とは独立に活動電位による長距離刺激伝達システムが進化し、その伝達速度が変化することで、オジギソウや食虫植物など、さまざまな適応進化に帰結した。我々は、普通の植物よりも高速な活動電位伝搬システムを進化させたオジギソウ、ハエトリソウ、モウセンゴケのゲノムを解読し、形質転換系を確立することに成功、活動電位発生と伝搬の分子機構を解明し、その多様性進化を調べるための準備ができた。本研究では、オジギソウ、ハエトリソウ、モウセンゴケを用いて、活動電位発生と伝搬の仕組みを明らかにし、その進化過程を推定する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、オジギソウ、ハエトリソウ、モウセンゴケを用いて、活動電位発生と伝搬を担う因子を探索し、それらのイオン透過性などの分子特性、局在を解析するとともに、シロイヌナズナ相同因子の機能解析を行い、植物に普遍的な活動電位発生と伝達メカニズムの基盤を解明し、4種の比較から適応進化の遺伝的背景を推定することを目的として研究を行った。1）電気生理学実験系の確立：本研究の主目的である活動電位の計測を行うための電気生理学実験設備、浸透圧計を設置した。２）形質転換実験体制の確立：効率的に形質転換が行えるように、オジギソウ、ハエトリソウ、モウセンゴケ、シロイヌナズナについて、形質転換パイプラインの作成を開始し、オジギソウについて完了した。３）センサーラインの確立：オジギソウ、ハエトリソウ、モウセンゴケについて、生体内で活動電位発生伝搬に関わると考えられる遺伝子候補の探索を行った。４）チャネルロドプシンを用いた細胞内イオン濃度変化と活動電位伝搬速度解析 ：Ca2+透過性チャネルロドプシンをハエトリソウ、モウセンゴケに導入するためのコンストラクトを作成した。５）活動電位発生伝搬候補遺伝子の探索:［オジギソウ］オジギソウのaslob機能喪失体と野生型とのトランスクリプトーム比較から、活動電位発生伝搬関連因子候補を特定した。［ハエトリソウ］ハエトリソウの感覚毛トランスクリプトームデータ、発生過程のトランスクリプトーム比較から、活動電位発生伝搬関連因子候補を決めた。［モウセンゴケ］シングルセルトランスクリプトーム解析のための核単離の予備実験を行った。6）CRISPR/Cas9法による遺伝子機能喪失変異体の作出のためのコンストラクト作成を開始した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
