2017 Fiscal Year Annual Research Report
化学プローブを活用した木質形成の動的イメージング解析法の開発と応用
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16H06198
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
飛松 裕基 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (20734221)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | リグニン / バイオマス / 植物細胞壁 / 蛍光イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、木質バイオマスの資源利用拡大に向けた基盤研究として、木質生産の根幹である細胞壁形成の分子機構解明を目指し、細胞壁構成成分特にリグニンの生合成過程や生体内動態を時間的・空間的に解析するイメージング手法の開発を行う。具体的には、独自に開発した化学プローブ群を活用し、植物体内における細胞壁リグニンの形成を直接観察するための新たな蛍光イメージング法の開発を行う。次に、その手法を活用したモデル植物における種々のイメージング解析を実施し、細胞壁リグニン形成のダイナミクスに関わる分子機構の解明を目指す。
平成29年度はまず、前年度に引き続き、シロイヌナズナをモデルとして用いたケミカルレポータータグ付きリグニン前駆体プローブならびに蛍光色素タグ付きリグニン前駆体プローブを利用したリグニン形成のイメージング解析を進めた。前年度に検討したパルスチェイス観察法を用いたリグニン形成過程の経時的解析を試みている。本年度は、野生型シロイヌナズナに加えて、蛍光タンパク質を連結した細胞壁形成に関わる転写因子を発現する形質転換体を用いて、細胞壁関連遺伝子の発現とリグニン形成の多重蛍光標識による同時観察を試みており、現在、解析条件の最適化を進めている。また、シロイヌナズナ、イネ、ポプラなどリグニン形成に関わる種々の遺伝子の発現を制御した形質転換植物について、多次元NMR法などを用いた細胞壁構造の解析も実施した。さらに、前年度に引き続き、リグニン前駆体プローブの大量合成も行った。
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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
当初の計画通り、シロイヌナズナの実生を用いたリグニン形成のイメージング解析を実施した。各種形質転換植物の細胞壁構造の解析、蛍光プローブの合成に加え、未だ解析条件のさらなる検討が必要であるものの、蛍光タンパク質の発現による細胞壁関連遺伝子の発現とリグニン形成の多重蛍光標識による同時観察も検討した。また、開発した蛍光プローブを利用したリグニン生合成機構解明に関わる新たな共同研究も開始した。
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| Strategy for Future Research Activity |
蛍光タンパク質と標識リグニンの同時蛍光イメージングについて、さらに条件検討を進める。また各種形質転換植物を用いたイメージング解析、イネや樹木培養細胞系などシロイヌナズナ以外の植物におけるイメージングについても検討を進める。
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