2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Plant cell wall as information-processing system |
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| Project/Area Number |
24114004
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
橋本 隆 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (80180826)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 微小管 / 浸透圧ストレス / リン酸化 / アラビドプシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
MAPキナーゼ18（MPK18)と相同性が高いMPK19の単独変異株（ヌルアレル）とmpk18mpk19二重変異株を用いて、高浸透圧に応答したαチューブリンのリン酸化を調べたところ、野生株と同様の応答をしたことから、MPK18/19はPHS1の活性化に関与していないか、MPK18が属するDタイプの他のMPKの機能重複により変異株の表現系が現れなかった、のいずれかであると結論した。ゼニゴケではDタイプMPKは１つの遺伝子によりコードされているため、河内教授、西浜講師（京大・生命）らとの共同研究でゼニゴケのDタイプMPK遺伝子破壊株とゼニゴケのPHS1遺伝子破壊株を作製した。ゼニゴケにおいても浸透圧ストレスによりαチューブリンのThr349がリン酸化され、このリン酸化はゼニゴケPHS1依存的であった。また、ゼニゴケのPHS1遺伝子破壊株においても浸透圧ストレス誘導性αチューブリンリン酸化が見られたことから、DタイプMPKはこの反応に関与しないと結論した。
植物における浸透圧センサーとして報告されている膜貫通二成分型ヒスチジンキナーゼATHK1のヌル変異株において高浸透圧ストレス時のαチューブリンのリン酸化を調べたところ、野生株と同様であった。他の浸透圧センサー（OSCA1など）の関与が推定される。
アラビドプシス植物体から精製した活性化状態のPHS1を用いて、中神博士（理研）との共同研究でPHS1自身のリン酸化アミノ酸残基の同定を行ったところ、１３か所が高浸透圧条件下でリン酸化が促進され、２か所が減少した。促進したアミノ酸残基をAspに、減少したアミノ酸残基をAlaに置換した変異PHS1をアラビドプシス細胞で一過的に発現させたが、単独変異および全変異導入PHS1はストレスなしで微小管を脱重合せず、恒常的活性化型に変換できなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定された実験は計画通り行うことができた。ゼニゴケを用いた実験は順調に進捗し、ＤタイプMPKがPHS1の活性制御に関与しないことを明らかにすることができた。一方、PHS1に多くのリン酸化部位を同定できたが、活性制御に関与する特定のリン酸化部位を特定するには至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゼニゴケを用いた実験を継続するとともに、大腸菌から精製した組換えPHS1を用いたin vitroのリン酸化実験により、PHS1の活性制御に関与するアミノ酸残基を特定してゆく。
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