2016 Fiscal Year Annual Research Report
植物ホルモンアブシシン酸のリン酸化シグナルと選択的スプライシング制御機構の解明
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15H04383
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
梅澤 泰史 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70342756)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平山 隆志 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (10228819)
坂田 洋一 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (50277240)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アブシシン酸 / リン酸化 / スプライシング / プロテインキナーゼ / 発芽制御 / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アブシシン酸（ABA）は、植物のストレス応答を司る重要な植物ホルモンである。植物細胞内のABAシグナル伝達経路は、受容体、タンパク質脱リン酸化酵素（PP2C）およびタンパク質リン酸化酵素（SnRK2）の3つが主要な因子として働いており、タンパク質のリン酸化が重要な役割を持つことがわかっている。申請者らは、近年リン酸化プロテオーム解析技術を用いて、SnRK2の標的タンパク質（基質）を大規模に解析した。その結果、複数のmRNAの選択的スプライシングに関わる因子が同定されたことから、これらの因子の機能解析を進めるとともに、ABAシグナル伝達におけるmRNAの選択的スプライシング制御を明らかにするための研究を計画した。
２８年度は、これまでに単離したスプライシング因子のシロイヌナズナ遺伝子破壊株についてさらに表現型解析を進めるとともに、野生型とシロイヌナズナSnRK2多重変異体を用いてRNA-seq解析を行った。予備的な解析の結果、シロイヌナズナ植物体中では多数の遺伝子がABA応答性の選択的スプライシング制御を受けていることが示唆された。また、種子におけるABAに応答したスプライシングパターン変動を解析するために、休眠打破操作、発芽誘導操作、ABA処理など発芽に関わる諸処理の最適化を行った。また、種子から高効率に高品質のRNAを抽出する方法を確立した。
シロイヌナズナでSnRK2の標的タンパク質とされた選択的スプライシング因子のオルソログを基部陸上植物であるヒメツリガネゴケにおいて検索したところ、多くの因子がコケ植物にも保存されていることが明らかとなった。しかしながら、いずれも多重遺伝子族を形成しており解析が困難であった。そこで、ヒメツリガネゴケのSnRK2完全欠損体のリン酸化プロテオーム解析を行ない、ヒメツリガネゴケにおけるABA依存的なスプライシング因子を探索している。
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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
シロイヌナズナのスプライシングパターンをRNA-seq解析によって網羅する実験に時間がかかってしまい、当初計画した研究課題の一部にやや遅れがある。しかしながら、懸案のRNA-seq解析が終了し、現在は概ね順調に研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、スプライシング因子の遺伝子破壊株等の表現型解析を行い、ABA応答における生理機能を明らかにする研究を進める。
また、スプライシング解析については、すでに次世代シーケンサーを用いた解析を開始しており、近々データが取得できる予定である。このデータ解析を進めて、ABA応答性スプライシング制御の全貌を明らかにすることを目指す。
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