2016 Fiscal Year Annual Research Report
プロテオーム解析による植物の窒素応答を支える分子ネットワークの解明
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15J08368
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
前川 修吾 東京大学, 生物生産工学研究センター, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 窒素栄養 / 硝酸シグナル応答 / プロテオーム解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
NLP転写因子は硝酸シグナルにより、その分子実態は不明ながら、活性化されることで下流の遺伝子発現制御を行うことが知られている。報告者が所属する研究グループにおける未発表の先行研究により、NLPの活性化には硝酸シグナルに応答したリン酸化が必要であることが示されていたが、リン酸化の直接の証拠は得られていなかった。昨年度までに、申請者によるnanoLC-ESI-MSを用いた解析により、先行研究によって示されていたものと同一のアミノ酸残基がリン酸化されたペプチドを同定していた。この結果と先行研究の結果とを合わせて投稿論文の作製を進め、受理される見通しとなった。
また、NLPには硝酸同化経路以外の制御メカニズムにも関与していることが先行研究によって示唆されていた。そこで、NLPの制御下にありながらも硝酸同化経路に直接的な関与は知られていない核タンパク質BT群に着目した研究を進めた。昨年度までに、BTの機能欠損変異体を用いた根の形態形成の詳細な観察により、硝酸濃度依存的に起きる側根伸長が抑制される結果が得られていた。この結果は、硝酸シグナルで活性化されたNLPが硝酸同化経路のみならず、BTの発現誘導を介して、窒素栄養の吸収に重要である側根伸長までをも制御していることを示唆する。この結果と先行研究の結果とをまとめて、共同筆頭著者として論文を発表した。
上記研究と並行して、リボソーム生合成に着目した研究も実施してきた。糖誘導性の新奇核小体タンパク質APUM24がpre-rRNAプロセシングに必要であることを突き止めると同時に、apum24ノックダウン変異体は糖依存的にpre-rRNAプロセシングが滞り、それにより核小体ストレス応答や糖への過剰応答を引き起こすことを明らかにした。
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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
当該年度まで、NLPのリン酸化を示す直接的な証拠がMS解析により得られ、論文が受理される見通しとなっている。この論文の内容は、本研究の目的であるNLPによる硝酸シグナル応答機構の解明を目指す上で最も重要なものであり、非常にインパクトの高い論文として発表されることになる。
また、BTタンパク質群に関しても、昨年度までに得られた結果を基にした論文を、共同筆頭著者として発表することができた。
これらのことから、、本研究は当初の計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
NLPに関して、リン酸化の証拠が得られたため、次はその活性調節機構の解明が課題となっていく。そのため、NLPの相互作用因子の探索を端緒として、NLPがどのようなタンパク質によって、どのように活性などを制御されているのかを明らかにしていく。これにより、NLPを中心とする窒素応答を支える分子ネットワークをより広く理解していく。
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