Investigation of the protein quality and quantity control system in plants using a fluorescent reporter

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H07441
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 林 晋平 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 研究員 (40781323)
• Project Period (FY): 2016-08-26 – 2018-03-31
• Keywords: 小胞体ストレス / 植物 / 変異体

Outline of Annual Research Achievements

小胞体への不良タンパク質蓄積に応答して蛍光タンパク質が作られるシロイヌナズナ形質転換体を用いて、蛍光パターンに変化のある突然変異体の分離と解析を行なった。
前年度に分離した通常生育条件下で蛍光を強く発する複数の突然変異体について、野生株との戻し交配を行ない、目的の表現型とは無関係の変異の除去を試みた。さらに、変異体とは異なる生態型の株との交配を行ない、原因遺伝子同定のための連鎖解析用種子を獲得した。分離した突然変異体には、生育不良や不稔性を示す系統や、交配により表現型が不明瞭になる系統が多く含まれていた。生育や稔性に問題がなく表現型が明瞭な１つの系統に絞り、多型を利用した連鎖解析を行ない、目的の変異を含むと推定される染色体を決定した。次世代シークエンス解析により全ゲノム配列を野生型と比較し、注目する染色体の領域に生じた複数の変異を把握した。目的の変異を絞り込むため、より精密な連鎖解析を試みたが、表現型の指標となる蛍光タンパク質の遺伝子座との連鎖が解析の妨げとなった。蛍光タンパク質に頼らない表現型観察を可能にしてこの問題を解決するため、蛍光タンパク質と蓄積レベルに相関のある内生タンパク質を検出するための抗体を作製した。今後、この抗体を用いたイムノブロット法等を駆使し、原因遺伝子の同定と機能解析を進める。また、さらなる突然変異体の分離も試みる。
医療品等の有用なペプチドまたはタンパク質の生産系として、植物細胞はその一翼を担っている。生産工程で必ず生まれる不良タンパク質の更生・除去・生産抑制等を担う小胞体のタンパク質管理機構がこれらの生産性を大きく左右するが、その詳細は分かっていない。分離した突然変異体の原因遺伝子は、このような管理機構に関わる可能性が高く、本研究成果を基に得られる知見は、その全容解明と制御技術の開発に役立つと考えられる。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。