シロイヌナズナT-DNA挿入株を用いた植物特異的なオートファジー欠損株の探索

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K18526
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 井上 悠子 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (40637922)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: オートファジー / シロイヌナズナ

Outline of Annual Research Achievements

マクロオートファジー（以下オートファジとする）は、細胞内の構成成分を自ら分解する機構であり、その複雑な膜動態は多くの真核生物でかなりの部分において共通していることが明らかになっている。膜動態を制御しているオートファジー関連タンパク質をコードする遺伝子群（ATGs）は酵母を用いた研究によって同定されており、多くの生物にホモログが保存されていることも明らかになっている。
これまでに私たちは植物におけるオートファジーの生理的な意義を解析することを目的として、シロイヌナズナを材料として、ATGのホモログ遺伝子破壊株を用いた解析を行ってきた。表現系の解析から、シロイヌナズナの根端では栄養条件に関わらず常にオートファジーが起こっていることをすでに明らかにしている。また、ATG遺伝子欠損株の発根が野生株に比べて遅いことも分かった。このことから私たちは、栄養条件下にも関わらず根端で起こっているオートファジーは、根の伸長に寄与しているのではないかと考えた。そこで発根が遅延する表現系を利用して、シロイヌナズナT-DNA挿入株の中から発根の遅い個体を選別した。また私たちはこれまでに、蛍光試薬とタンパク質分解阻害剤を含む培地中で切り取った根端を培養することで、オートファジーの分解産物の蓄積を蛍光顕微鏡下で観察する方法を見いだした。そこでこの方法を二次スクリーニングとして、選抜した発根の遅い株をさらに培養して根端を顕微鏡下で観察し、オートファジーを欠損する株の選別を試みている。
これらの解析から新規のオートファジー関連遺伝子を同定することが出来たならば、植物におけるオートファジーの生理的な意義を明らかにすることができるのではないかと考えている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

バックグラウンドに用いているT-DNA挿入株の発芽速度は条件によってはかなりばらつきがあり、発根速度での一次スクリーニングでかなり多くの株が選抜され、見積もったよりさらに多くの時間がスクリーニングにかかりそうである。

Strategy for Future Research Activity

野生株とATG欠損株を様々な条件下で発芽させ、シロイヌナズナの発根速度にオートファジーの影響が最も多く見られる条件を見いだそうとしている。これまでの報告で、炭素および窒素の欠乏によってオートファジー欠損株の根の伸長が野生株より強く阻害されることがすでに明らかになっているが、種子の発根速度においては、培地の栄養条件の影響はあまり受けなかっ
た。今後は二次スクリーニングにさらに時間を使って、新規のオートファジー欠損株を選抜したいと考えている。

Causes of Carryover

3,173円で購入出来る必要なものがなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度の予算とあわせて使用する。