2012 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on the movement and functions of plant hormones in the space outside the cell
| Project Area | Plant cell wall as information-processing system |
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| Project/Area Number |
24114010
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山口 信次郎 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (10332298)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物 / 生理活性 / 植物ホルモン / 生体分子 / 発生・分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、植物に固有の細胞外情報処理機能という視点から、器官間・生物間の情報伝達機構について明らかにすることを目的とする。特に、植物ホルモンとアレロケミカルの機能を併せ持つテルペノイド化合物であるストリゴラクトンに焦点を当てる。ストリゴラクトンは主に根で生産され、根圏においてアーバスキュラー菌根菌との共生シグナルとして働くとともに、地上部へ移行して枝分かれを制御するホルモンとして働く。ストリゴラクトンの移動に関する分子メカニズムは不明であり、関与する因子はこれまでほとんど明らかにされていない。本研究では、質量分析装置を用いて、生体内のストリゴラクトンの分布や移動性を明らかにすることを目的とする。また、ストリゴラクトンの細胞外空間への移行に関わる因子の特定を目指す。
生合成変異体同士の接ぎ木実験の結果から、ストリゴラクトン生合成中間体が、根から地上部へ移行する可能性が示唆されている。近年、カーラクトンと呼ばれる新たなな化合物が生合成中間体の候補として報告された。そこで、当年度はまず、カーラクトンが植物体内でストリゴラクトンに変換されることを明らかにした。また、カーラクトンを植物体からLC-MS/MSにより同定し、植物の内生物質であることを示した。
以上の実験と並行して、ストリゴラクトンの細胞外空間への移動に影響を与える因子の探索を開始した。ストリゴラクトン受容体候補タンパク質を酵母ツーハイブリッド系において発現させることにより、ストリゴラクトン依存的に生育する酵母を作出した。これをストリゴラクトンセンサーとして利用し、ストリゴラクトンの酵母細胞内への取り込みに影響を与えるタンパク質の候補を得た。
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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
本年度はおおむね当初の計画にしたがって研究が進展している。まず、ストリゴラクトンの生合成中間体であるカーラクトンに関して重要な知見を得ることができた。また、ストリゴラクトンの細胞外空間への移動に影響を与える因子を探索するための酵母を作出し、スクリーニングを開始した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、カーラクトンの導管液中での存在や植物体内における分布について追究する。また、カーラクトンの根から地上部への移動性を明らかにする。次に、ストリゴラクトンの酵母細胞内への取り込みに影響を与える因子の候補について解析を進める。また、ストリゴラクトンの根からの分泌に影響を与えるケミカルの探索を開始する。
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Research Products
(3 results)
