2015 Fiscal Year Annual Research Report
植物の免疫応答における移動性化学シグナルと輸送体の同定に関する生物有機化学
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15J02984
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
及川 貴也 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 輸送体 / 傷害応答 / 植物ホルモン / ジャスモン酸 / 基質認識機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は，植物の傷害応答に深く関わる植物ホルモンである，ジャスモン酸イソロイシン（JA-Ile）の輸送体JATを見出し，その生理学的意義の解明を目的として研究を行ってきた．そこではじめに，JATによるJA-Ileの輸送が実際の植物個体で生じているかを確かめた．傷害葉に重水素標識化JA-Ileを投与し，非傷害葉への化合物の移行量を測定した．その結果， jat変異株では，野生株と比べて移行量が減少していた．このことからJATは，傷害時に，JA-Ileの移行を制御することが示された．また，傷害を与えた際のJATの発現部位を調べると，傷害葉の葉脈とその周辺に発現していることを明らかにした．このことから，JATは，維管束系を介してJA-Ileの移行を制御することが示唆された．
また，JATはJA-Ileだけでなく，植物ホルモンの１種であるジベレリン酸も輸送することが確かめられている．両者は構造的に全く異なっており，JATの基質認識メカニズムに興味が持たれた．申請者は，アフリカツメガエル卵母細胞を用いた系を用いて，より詳細な輸送活性の評価を行った．JA-Ileおよびジベレリン酸の構造類縁体のバリエーションを増やし，それぞれの基質に対するJATの輸送活性を評価した結果， JATはどの構造類縁体も輸送しなかった．このことから，JATは基質構造を非常に厳密に認識する事が示唆された．
さらに，JATと各種基質のX線共結晶構造を得るために，昆虫細胞での発現系を検討した．これまでに，昆虫細胞において，緑色蛍光タンパク質融合JATの発現を確認している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
重水素標識化ジャスモン酸イソロイシンを用いた，植物体における輸送活性評価により，JATは植物個体においてでもJA-Ileを輸送することが確かめられた．この結果は，JATを介したJA-Ileの移行が，傷害時に生じていることを示唆する，
また，申請者は，アフリカツメガエル卵母細胞の異種発現系を用いたJATの輸送活性評価により，様々な構造類縁体に対するJATの輸送活性評価を行った．さらにSf9昆虫細胞を用いたJATタンパク質の発現検討も同時並行で行い，JATの基質認識機構解明に向けて確実に前進している．
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| Strategy for Future Research Activity |
まず実際の植物体を用いた実験をより詳細におこなう．傷害時における，傷害応答関連遺伝子の部位別測定や，代謝物測定をより詳細に検討し，JATの生理学的意義を見極める．この際，植物体の生育に時間がかかるため，より幼齢期の植物体を用いることも検討する．
また，JATと各種基質のX線共結晶構造の作成に向け，JATタンパク質の精製および結晶化の条件検討を進めていく．
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] The jasmonate-responsive GTR1 transporter is required for gibberellin-mediated stamen development in Arabidopsis,2015
Author(s)
H. Saito, T. Oikawa, S. Hamamoto, Y. Ishimaru, T. Utsumi, J. Chen, M. Kanamori, Y. Sasaki-Sekimoto, M. Shimojima, S. Masuda, Y. Kamiya, M. Seo, N. Uozumi, M. Ueda, H. Ohta
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Journal Title
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Iron deficiency regulated OsOPT7 is essential for iron homeostasis in rice.2015
Author(s)
K. Bashir, Y. Ishimaru, R. Nakanishi Itai, T. Senoura, M. Takahashi, G. An, T. Oikawa, M. Ueda, A. Sato, N. Uozumi, H. Nakanishi, and N. K Nishizawa
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Journal Title
Plant Mol. Biol.
Volume: 88
Pages: 165-176
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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