2018 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation mechanisms of selective chlorophagy
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17H05050
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
泉 正範 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (80714956)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 葉緑体 / クロロファジー / オートファジー / 植物 / 光障害 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H30年度は、以下3項目の解析を行い以下のような進展が得られた。
【1】クロロファジー誘導要因の逆遺伝学的解析：関連する変異株、遺伝子発現抑制株の解析から、葉緑体包膜の障害がクロロファジーの直接の誘導要因となっていることが示された。さらに、包膜上のタンパク質輸送複合体に関わる各種遺伝子変異株でクロロファジーの発生頻度を調べた結果、クロロファジーが抑制される変異株と、クロロファジーが劇的に活性化する変異株の両者が存在することが判明し、クロロファジー誘導過程で葉緑体外包膜上のタンパク質輸送複合体が重要な役割を示していることが明らかとなった。
【2】障害葉緑体を標識するレセプター因子の同定：【2－1】新奇レセプター因子の同定として、アルキル化剤EMSで遺伝子変異を誘発した植物体群から単離したクロロファジー特異的抑制変異株8系統について、次世代シーケンスによる全ゲノムリシーケンスを行い原因遺伝子を絞り込んだ。それら遺伝子にT-DNAが挿入して遺伝子欠損株をストックセンターから取り寄せクロロファジーの誘導を調査した結果、H30年度中に2つのクロロファジー関連遺伝子をほぼ特定するに至った。また項目【1】で発見したクロロファジー超活性化変異株（タンパク質輸送複合体の変異株）にEMS処理した変異株群からの1次スクリーニングを行い、追加で5系統のクロロファジー特異的変異株系統を単離した。
【3】クロロファジーの生理機能と人為誘導による影響の評価：【3-1】生理機能評価として、項目2で同定したクロロファジー特異的抑制変異株の表現型を順次観察した。H30年度中に観察した系統では、光障害時に光合成活性が野生体よりも低下する株は見られなかったが、葉の老化時に細胞死が促進される系統が見られた。
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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
項目1、項目2では、順調に研究が進展し、葉緑体外膜のタンパク質輸送複合体がクロロファジー誘導に関わることを明らかにし、8系統の変異株において原因遺伝子の絞り込みを終えることができた。一方項目3では得られた変異株系統すべてについての解析を終えることができなかったが、既に解析のための植物系統は整備済みのため、順次解析を進める準備は整った。以上を総合的に判断して、研究計画全体はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画は概ね順調に進展しており、大きな変更は経ずに引き続き推進していく。ただし項目2の「原因遺伝子の同定」については、得られた変異株や取り寄せたT-DNA挿入変異株の解析だけでなく、相補試験などの複合的な解析を取り入れ慎重に判断する必要が生じているため、必要に応じて追加解析を取り入れながら研究を進める。
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