ブドウにおけるプロテアーゼ依存的なアブシジン酸シグナル調節機構の解明

• Project/Area Number: 22K05621
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39030:Horticultural science-related
• Research Institution: Iwate Biotechnology Research Center
• Principal Investigator: 根本 圭一郎 公益財団法人岩手生物工学研究センター, 園芸資源研究部, 主任研究員 (60566727)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: アブシジン酸 / ブドウ / コムギ無細胞系 / シグナル伝達

Outline of Research at the Start

植物ホルモン・アブシジン酸(ABA)は非クリマクテリック型の果実であるブドウの成熟や着色に深く関与することが知られている。しかしながら、ABAがどのようにして果実成熟を促進しているのか、その詳細はほとんど分かっていない。最近、我々は、ブドウのABAシグナル調節因子が未知のプロテアーゼによって切断されることを見出している。そこで、本課題では、ABAシグナル調節因子の切断がシグナル伝達においてどのような役割を果たしているのかを解析し、ABAによる果実成熟の仕組みの一端を明らかにすることを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

これまでに、ABAシグナルの負の調節因子PP2Cタンパク質が細胞内で未知プロテアーゼによって切断されることを見出している。そこで、本年度は、まず、ブドウが有する全PP2Cが未知プロテアーゼによって切断されるかどうかを調査したところ、細胞内で発現させた特定のPP2Cが高度に切断されることを明らかにした。さらに、cell-free degradation assay による解析の結果、PP2Cタンパク質は、ブドウ培養細胞やブドウ果実の果皮抽出物中で迅速に切断されること、さらに、その切断は一部プロテアソーム阻害剤で抑制されることなどを明らかにした。現在、PP2Cの切断に関与する未知分子の単離同定を試みている。また、PP2Cの切断および分解活性は、果実の成熟ステージなどによって変化することから、PP2Cの切断が果実の成熟と何らかの関係がある可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ブドウ培養細胞や果実果皮内におけるブドウPP2C切断分解活性プロファイリングが進み、標的分子ファミリーの予想が立ちつつある。さらに、標的分子を単離同定するために、トランスクリプトームおよびプロテオーム分析を実施している。活性プロファイリングとトランスクリプトームおよびプロテオーム分析とを統合的に解析することで、標的分子同定の可能性が大いに期待できる。

Strategy for Future Research Activity

活性プロファイリングおよびトランスクリプトーム、プロテオーム分析を駆使し、ブドウPP2Cの切断分解に関与する未知分子の同定を試みる。さらに、in vitro および in cell assay により、同定分子の機能を詳細に解析する。