酸化シグナルをになう活性カルボニル種の植物細胞での受容機構の解明

• Project/Area Number: 22KF0277
• Project/Area Number (Other): 21F21383 (2021-2022)
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Multi-year Fund (2023); Single-year Grants (2021-2022)
• Section: 外国
• Review Section: Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 真野 純一 山口大学, 大学研究推進機構, 教授 (50243100)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): BISWAS MD. 山口大学, 大学研究推進機構, 外国人特別研究員 ; BISWAS MD. SANAULLAH 山口大学, 大学研究推進機構, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2023-03-08 – 2024-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2023: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2022: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2021: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
• Keywords: 環境ストレス / 活性カルボニル種 / 植物ホルモン / オーキシン / プログラム細胞死 / 活性酸素 / シグナル伝達

Outline of Research at the Start

活性酸素（ROS）はあらゆる生物の細胞で生成し，遺伝子発現制御など細胞機能の調節に重要な役割を担っている。植物においても，ROSは発生・分化，ホルモン応答，ストレス応答に関わっているが，ROSの細胞内でのシグナル受容機構は未解明である。研究代表者は，ROSが膜脂質を酸化した結果として生じるアクロレインなどのα,β-不飽和カルボニル化合物（活性カルボニル種：RCS）が，ROSシグナルを媒介する物質であることを，植物のプログラム細胞死（PCD），アブシシン酸応答，オーキシン応答に関して立証した。本研究ではこれらの応答におけるRCSの作用機構を解明するため，RCSが結合するタンパク質を同定する。

Outline of Annual Research Achievements

植物の活性カルボニル（RCS）シグナル受容機構を解明する目的で，以下の結果を得た。
1) 細胞のレドックス状態を決める最大因子である還元型グルタチオン（GSH）は，RCSに特異的グルタチオントランスフェラーぜの基質として植物がRCSを消去するときに消費される。葉で恒常的に生成するRCSがGSHの消費にどの程度寄与しているか見積もるために，GSH生合成を薬剤BSOによって阻害したときのGSHプールの減少速度を測定した。BSOを与え連続光照射した葉ではRCSの増大とともに24時間でGSHが半減した。このとき，葉にRCS消去剤であるカルノシンを添加しておくと，RCS増大とGSH減少がともに抑制された。これは，光照射下の葉で生成するRCSが恒常的にGSHを消費していることを示す初めての結果である。
2) タバコ培養細胞の酸化ストレスによるプログラム細胞死の開始は，カスパーゼ３様プロテアーゼ（C3LP）のRCSによる活性化が関与する。活性化メカニズムを解明するため，タバコ培養細胞からC3LPの精製を試みた。細胞抽出液のゲル濾過クロマトグラフィーによりC3LP活性のある画分を得た。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。