2020 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of plant growth through the creation of freehand manipulation of hormone responses
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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, 遺伝子実験施設, 教授 (40467692)
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| Project Period (FY) |
2017-07-18 – 2021-03-31
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| Keywords | オーキシン / 受容体 |
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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、多様な局所応答の起点の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植物個体の統御につながる様子を解析し理解する。そのために、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し、オーキシン応答の自在操作を行えるようになった。そこで、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ことを目指し、この改変受容体を様々な細胞種に特異的なプロモーターで発現させた植物を作成した。これらの植物に対し、上述の人工化合物を添加し、その結果として植物体に生じた変化を解析したところ、根の内皮細胞の崩壊や根の維管束構造の変化が、それぞれ極めて限定された細胞種でのオーキシン応答により引き起こされることが明らかとなり、当初の目論見通り、局所的なオーキシン応答の操作を行なって初めて見えてくる現象があることが実証された。また、本研究で開発した人工ペアをさらに幅広く活用することを目指し、動物細胞へのオーキシン添加により狙ったタンパク質だけを消失させる技術であるオーキシンデグロン法に今回の人工ペアを適用することにトライした。従来は高濃度のオーキシンを添加する必要があるため、その細胞毒性が問題となっていたが、今回の人工ペアを用いた改変型オーキシンデグロン法を用いたところ、従来と比べて1000倍低い濃度の化合物添加により細胞毒性がない形で狙ったタンパク質を消失させる技術が開発できた。
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[Journal Article] A peptide pair coordinates regular ovule initiation patterns with seed number and fruit size.2020
Author(s)
Kawamoto N, Pino Del Carpio D, Hofmann A, Mizuta Y, Kurihara D, Higashiyama T, Uchida N, Torii KU, Colombo L, Groth G, Simon R
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Journal Title
Curr. Biol.
Volume: 30
Pages: 4352-4361
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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