2021 Fiscal Year Annual Research Report
植物細胞の低温感知部位の解明：低温センサー蛋白質フォトトロピンの細胞内局在
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18H02455
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
児玉 豊 宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 教授 (00455213)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 低温センサー / 植物細胞 / フォトトロピン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、植物の低温センサー蛋白質のフォトトロピン（PHOT）が細胞内のどこに局在して低温を感知しているのか、を明らかにすることである。PHOTは、主に細胞膜に局在し、それ以外にも細胞質や葉緑体周囲にも局在することが知られている。本研究では、特定の細胞内局在性（細胞膜、細胞質、葉緑体周囲）を持たせた変異型PHOTを作製し、それが発現する植物細胞（ゼニゴケ）を用いて、低温感知が起こるか否かを解析した。
研究開始時点で、PHOTの細胞膜局在化に関わるアミノ酸配列に変異を導入することで細胞質型PHOTの作製に成功していた。その後の解析では、細胞膜局在化に関わるアミノ酸は、動植物を問わず、類似のタンパク質群で高度に保存されていることがわかった。いくつかの類似タンパク質に点変異を導入したところ、細胞膜局在性が失われた。この結果は、PHOTが有している細胞膜局在化機構が他のタンパク質でも保存されている可能性を示している。
本研究では、まず、細胞質型PHOTを発現するゼニゴケ無性芽細胞を作出し、低温誘導性の葉緑体運動（寒冷逃避反応）を解析した。その結果、細胞質型PHOTは低温感知に関わらないことがわかった。その後、細胞内局在化シグナルを細胞質型PHOTに付加することで細胞膜型PHOTおよび葉緑体周囲型PHOTの構築を行い、これらを発現するゼニゴケ無性芽細胞を作出した。その結果、細胞膜型PHOTが、低温を感知して寒冷逃避反応を誘導することがわかった。本研究の実施によって、植物細胞は、細胞膜に局在するPHOTを介して低温を感知することが初めて明らかとなった。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(17 results)
