2017 Fiscal Year Research-status Report
種子発達におけるIRE1活性化機構の解明と種子バイオマス改変技術の開発
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17K07610
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
三柴 啓一郎 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (70390888)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 小胞体ストレス応答 / 遺伝子導入 / 種子 / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は小胞体ストレス時にIRE1が、小胞体で翻訳される多くのmRNAを分解することを植物で初めて明らかにし、その機能欠損によりシロイヌナズナ種子が大型化することを発見した。この変異がセンサードメインを欠損したIRE1遺伝子の導入により回復したことから、種子発達に未知のIRE1活性化機構が関与している可能性が示された。本研究は改変IRE1遺伝子を導入した組換え体の解析により、種子発達におけるIRE1の活性化機構を解明し、その生理的意義を明らかにする。さらに種子の巨大化現象を応用して、IRE1の制御による種子バイオマス改変技術の開発を試みる。
本年度はセンサードメインを持たないシロイヌナズナIRE1C遺伝子に着目し、その変異体の表現型について解析を行った。申請者はire1a/ire1b/ire1c三重変異体が致死になることに着目し、IRE1CはIRE1A/Bと協調して発達過程で何らかの役割を担っている可能性について検証した。ire1a/ire1bが劣性ホモでire1cがヘテロである植物体は生存するが、植物体は小さくなり、さらに花粉形成が著しく阻害された。この表現型はセンサードメインを欠損させた変異型IRE1B遺伝子の導入により相補されたことや、IRE1C遺伝子が花粉で高発現していることから、花粉発達においてセンサードメイン非依存的なIRE1活性化機構が何らかの役割を担っていることが示唆された。
一方、種子発達におけるIRE1の役割を明らかにするために、種子が大型化したire1a/ire1b二重変異体への変異型IRE1A/B遺伝子の導入と、得られた組換え体の種子サイズの解析を進めている。
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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
本年度の研究により、センサードメイン非依存的なIRE1活性化がシロイヌナズナの発達過程で何らかの役割を担っていることを示唆する証拠を得た。これまでにその機能が明らかにされていなかった、センサードメインを持たないIRE1C遺伝子を含むire1a/ire1b/ire1c三重変異体が致死になることに着目し、ire1a/ire1bが劣性ホモでire1cがヘテロである植物体の表現型の解析から、センサードメイン非依存的なIRE1活性化が花粉発達において何らかの役割を担っていることが示唆された。このような知見は新規性が高く、さらに変異体に変異型IRE1を再導入した組換え体との表現型の比較解析等により、新たな知見が得られるものと期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究は、ire1a/ire1bが劣性ホモでire1cがヘテロである植物体と、この変異体に変異型IRE1を再導入した組換え体との表現型の比較解析を行い、センサードメイン非依存的なIRE1活性化の生理機能についての知見を得る。さらに種子が大型化したire1a/ire1b二重変異体への変異型IRE1A/B遺伝子の導入と、得られた組換え体の種子サイズの解析から、種子サイズとセンサードメイン非依存的なIRE1活性化の関連性についても明らかにしていく。また飽和脂肪酸の増加によるセンサードメイン非依存的なIRE1活性化についての解析も現在進めており、このような解析の結果からも花粉形成や種子発達におけるIRE1活性化との関連性について検証を進める。
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| Causes of Carryover |
消耗品等を購入するうえで僅かな余剰金が生じたため、次年度に消耗品費として使用する。
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