2020 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Chemical Approaches for Miscellaneous / Crowding Live Systems |
|---|
| Project/Area Number |
17H06350
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
萩原 伸也 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (80373348)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
|
| Keywords | 植物ケミカルバイオロジー |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、凸凹法による植物ホルモンシグナルの精密制御に関する研究を実施した。
サイトカイニンは、オーキシンと並んで植物の成長を制御する重要な植物ホルモンである。特に茎頂や根端の分裂組織の形成と維持に関わることが知られている。農業利用としては、温州みかんやリンゴの側芽の生長促進に用いられる。また、稲穂の分岐と穀粒形成に関連していることから、サイトカイニンシグナルの人工調節は穀物生産への応用も期待される。一方、サイトカイニンを過剰に投与すると植物の生長に異常をきたすため、器官特異的に受容を制御する技術の開発が望まれている。
サイトカイニンの受容体はキナーゼ活性をもつ膜タンパク質で、シロイヌナズナで3種類（AHK2, AHK3, AHK4）のホモログが見つかっている。このうちAHK4について、サイトカイニンとの複合体の結晶構造解析が為されている(Hothon et al, 2011)。昨年度までに、この結晶構造をもとに新たなリガンドー受容体ペアを設計し、大腸菌を用いたアッセイ系において、設計した人工サイトカイニンと改変受容体のペアが機能することを明らかにしていた。本年度は、この改変受容体を発現するシロイヌナズナを作成し、人工サイトカイニンと受容体のペアが植物体で機能することを確認した。
TIR１とオーキシンの相互作用は、標的タンパク質を望みのタイミングで分解する手法（AID法）として、酵母、線虫、ヒト培養細胞などで幅広く用いられている。この方法の欠点の一つは、非常に高濃度（数百uM～mM）のオーキシンを投与する必要がある点で、これが動物個体レベルへの応用の妨げとなっていた。これに対し我々は、独自に開発した親和性の高い凹TIR1-凸オーキシンペアを用いることで、これまでと比較して極めて低濃度の化合物投与でAIDを誘導することに成功した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
凸凹法以外の手法を用いた植物の生理機能制御において、画期的な作用をもつ化合物が複数見つかってきている、
|
| Strategy for Future Research Activity |
引き続き凸凹法を用いた植物ホルモンシグナルの精密制御を進めるとともに、新たに見つかってきた化合物について作用機序を明らかにする。
|
