2017 Fiscal Year Research-status Report
局所的なホルモン応答操作技術の創成による環境適応型植物成長システムの構成的理解
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17KT0017
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
打田 直行 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任准教授 (40467692)
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| Project Period (FY) |
2017-07-18 – 2020-03-31
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| Keywords | オーキシン / 受容体 / 人工ペア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
芽生えた場所の環境に適応して生育する植物は、体の各所での局所的環境応答を個体全体の生長へ反映させるシステムを持つ。しかし、その局所応答を全身統御へつなげる構成的システムの理解は不足している。本研究では、局所応答の起点の１つである低分子ホルモンのオーキシンに着目し、局所的オーキシン応答を操作する技術を創成して、局所的シグナル発信が全身性のシステムと連動した構成的な統御につながる様子を詳細に観察・解析・理解する。まず、オーキシン応答の自在操作のために、人工化合物とそれのみを受容する改変型オーキシン受容体（変異体）から成る人工ペアを創成する。この改変受容体を様々な部位特異的プロモーターで発現させ人工化合物を局所投与することでオーキシン応答を自在操作する戦略に挑戦する。その後、オーキシン応答を局所的に操作した植物を様々な環境条件で栽培し、局所応答と全身応答との構成的な連動システムの理解を目指す。
今年度は、人工化合物とそれのみを受容する改変型オーキシン受容体（変異体）から成る人工ペアの創成を目指し、それに成功した。具体的には、内因性オーキシンであるインドール酢酸（IAA）をベースに改変した非天然化合物を複数合成し、一方で、それら化合物と相互作用する可能性のあるTIR1変異体も準備した。これらの中から、期待通りのオーキシン改変体・TIR1改変体の人工ペアの有力候補が見つかった。これらの人工ペアは植物体内においてもペアとして機能することも確かめた。
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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
計画していた通りに、人工化合物とそれのみを受容する改変型オーキシン受容体（変異体）から成る人工ペアの創成に成功した。これらのことから、研究計画は概ね順調に進展していると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
TIR1改変体を様々な細胞種・部位特異的プロモーターで発現させたシロイヌナズナを用いた実験を行っていく。これまでの知見からオーキシンが働くことがわかっており、かつ、研究代表者がこれまでの研究の中で特異的なプロモーターをすでに所有している、表皮細胞・内皮細胞・篩部伴細胞・(前)形成層細胞などの各々の特異的プロモーターを用いる予定である。これらの植物体にオーキシン改変体を局所的に添加した際に引き起こされる現象を解析する。これらの実験に際しては、通常の栽培条件に加えて、温度・光環境などの変化が植物体の表現型に与える影響も解析する。興味深い現象に関しては、RNA-seqによる網羅的な発現変動解析も行う予定である。
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| Causes of Carryover |
想定を超えて研究が進展した場合に備えて、次年度以降に予定はしていたRNA-seq解析を今年度の内にでも行える可能性も想定して予算を計上していたが、実際は想定通りに来年度に実施することになったので、その用途で次年度に活用する。また、技術補佐員の人選が予定よりも遅れたこともあって人件費に次年度使用額も生じたが、これは次年度当初からの人件費として活用する。
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Chemical hijacking of auxin signaling with an engineered auxin-TIR1 pair2018
Author(s)
Uchida N, Takahashi K, Iwasaki R, Yamada R, Yoshimura M, Endo TA, Kimura S, Zhang H, Nomoto M, Tada Y, Kinoshita T, Itami K, Hagihara S and Torii KU
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Journal Title
Nature Chem. Biol.
Volume: 14
Pages: 299-305
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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