Roles for arginine metabolism in the establishment of plant body plan
| Project/Area Number |
22K06289
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | Saitama University (2023)
National Institute for Basic Biology (2022) |
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Principal Investigator |
川出 健介 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (90612086)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ヒメツリガネゴケ / 茎葉体 / アルギニン代謝 / 代謝フラックス解析 / シュート形成 |
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| Outline of Research at the Start |
植物は進化過程で茎や葉をつくる体のつくりを確立した。この体制革新には器官の発生・成長を促す代謝変化も伴ったと考えられるが、その仕組みは未解明である。これまで申請者は、陸上植物の進化において初期に出現したヒメツリガネゴケでは、シュート構造である茎葉体の発生・成長がアルギニン代謝の変化で促進される現象を発見した。そこで本研究では、アルギニン代謝の動態に応じて活性化、もしくは抑制される代謝経路を代謝フラックス解析で同定する。さらに、当該経路の細胞分裂・伸長における機能を細胞観察で明らかにする。最後にこれら知見をシロイヌナズナでも検証し、体制革新を代謝および細胞レベルで統合的に理解する
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）ヒメツリガネゴケ培養条件の検討
2023年度より研究実施場所を埼玉大学へ移したことで、新たにヒメツリガネゴケの培養室を立ち上げ、各種培養条件の検討に取り組む必要が出た。そこで、まずは、限られたスペースであるため他の植物も栽培しつつ、従来と同じようにヒメツリガネゴケを培養する実験系を確立した。
２）ヒメツリガネゴケ系統の整備
研究実施場所を移すにともない、ヒメツリガネゴケangustifolia3変異系統や関連する形質転換系統を一時的に保存状態としていた。それらを通常条件下で培養して使用可能であることを確認するとともに、新しい場所で適切に管理して研究を進めるため、各系統の整備を行なった。
３）茎葉体形成時におけるアルギニン代謝の生理的な役割
安定同位体で標識したアルギニンを用いる実験と並行して、すでに取得していたトランスクリプトーム解析の結果をもとに、茎葉体形成時におけるアルギニン代謝の生理的な役割について検討した。そうしたところ、ヒメツリガネゴケangustifolia3変異系統の茎葉体では、野生株と比べて細胞壁の改変や修飾に関わる遺伝子群の発現レベルに有意な変化が見られることを再確認することができた。この視点を組み込んだ総説は現在一報が2024年度中に公刊される予定となっている。また、それとは別に、アルギニン代謝の発生および成長における特徴的な働きについてまとめた総説一報を公刊させることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新たに実験室を立ち上げる必要が出たことから、実験の進展そのものには遅れが出ている。しかし、学会年会における招待講演を受けたり、二報の総説を発表したりすることができており、研究全体の成果としては着実にあがっていると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度の終了時に課題として挙げた安定同位体13C（炭素）で標識されたアルギニンを用いて炭素骨格の流れを追跡する実験が未着手である。今年度はこの点の着実な遂行をまずは目指して実験に取り組む。また、茎葉体形成時におけるアルギニン代謝と細胞壁関連変化については顕微鏡観察や細胞壁成分の分析などを通して検証を重ねたい。こうして、最終年度であるため、茎葉体形成とアルギニン代謝の変化をつなぐ生理機能をまとめた原著論文を投稿するところまで研究を進展される。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
