Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
植物は葉など側生器官を周期的に作り続け成長する。葉は光合成産物を体中に送り出すが、光合成能が低下した古い葉から順に枯れ、この現象は「葉の老化」と呼ばれる。老化過程で高分子化合物が分解され生じる小分子類は新たな器官の発生や成長に再利用される。すなわち、順に生まれる器官が順に老化し（器官の老化）、その過程で生じる物質を再利用して新たな器官がまた順に生み出される。この「器官の老化と新生」を繰り返す周期の中で成長を続ける植物体にとって、その周期的な一連の発生事象を断ち切る個体最後の変調が「個体の枯死の開始」すなわち「個体全体の老化」である。これら植物の老化開始タイミングの制御の未解明課題に斬り込む。
老化制御に関わるとして本研究で着目しているGREK受容体ファミリーの機能解析のため、GREKファミリーの機能をある程度欠損するgrek1 grek2二重変異体（grek1/2）で見られる葉の早期老化現象において、老化刺激活性を持つ植物ホルモンであるエチレンとジャスモン酸のシグナル経路の関与を調べた。各ホルモン経路が流れない変異体群や阻害剤を用いた解析の結果、grek1/2での老化にはどちらのホルモン経路も働く必要があることがわかった。さらに、各経路の刺激剤の効果を調べたところ、grek1/2では両経路の応答性が上昇しており、GREK1/2はこれら両経路の応答を抑制することで老化を抑制すると考えられた。また、GREK1/2は複数の細胞種で発現することを見出した。そこで、GREKによる老化制御で鍵となる細胞種を突き止めるために、grek1/2背景において様々な細胞種特異的にGREK機能を回復させる実験を行なった結果、老化で重要となる細胞種の同定には至っていないものの、葉のサイズ制御では篩部柔細胞と木部柔細胞でのGREK機能が重要であることが示唆された。さらに、老化のマスター転写因子として知られるORE1の機能欠損体とgrek1/2の多重変異体の解析から、GREKファミリーはORE1の活性化を必要としない新たな老化制御経路を作動させている可能性が見えてきた。また、老化は花成によって促進されることも知られているが、花成遅延変異を導入したgrek1/2の解析から、grek1/2による老化促進は花成刺激を必要としないことも判明した。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2020 Other
All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results, Peer Reviewed: 3 results, Open Access: 3 results) Presentation (1 results)
Curr. Biol.
Volume: 30 Issue: 22 Pages: 4352-4361
10.1016/j.cub.2020.08.050
Current Biology
Volume: 30 Issue: 19 Pages: 3833-3840
10.1016/j.cub.2020.07.016
Nucleic acids research
Volume: 48 Issue: 18 Pages: e108-e108
10.1093/nar/gkaa748
