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2022 Fiscal Year Annual Research Report

植物のポジティブな花粉排除機構の解明

Research Project

Project/Area Number 18H02456
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

藤井 壮太  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (90716713)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 和田 七夕子  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (50379541)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Keywords雌蕊 / 花粉 / 受粉 / ライブイメージング / 化合物制御
Outline of Annual Research Achievements

(i)ポジティブな花粉排除機構の新奇遺伝変異のスクリーニング
シロイヌナズナ種内の遺伝的多様性に基づいて、種間不和合性を制御する因子TBL40とTBL45を見出した.TBL40とTBL45は細胞壁のキシランのアセチル化に関わる酵素である.これらの酵素を破壊した二重変異体は異種花粉の排除能力が低下しており、細胞壁の化学修飾が異種花粉の排除メカニズムにおいて重要な役割を果たすことが期待された.
(ii)花粉排除機構を打破する化合物のスクリーニング
ケミカルスクリーニングに向けて、100種類異常のSPRI1のアミノ酸置換体の機能解析を行った.その結果、SPRI1の機能に重要であるアミノ酸部位を特定することができた.例えば、アミノ酸67番目と80番目のシステインはSPRI1の機能に非常に主要な役割を果たすことが明らかとなった.これらの結果から、C67やC80同士で分子間架橋を形成する可能性や、C67とC80との間で分子内の架橋が形成されることが示唆された.
(iii)ライブイメージングによる異種花粉応答反応の解明
超解像顕微鏡を用いたSPRI1のライブイメージング解析により、SPRI1は細胞膜上で粒状の構造を形成することが明らかとなった.ここで、SPRI1は四回膜貫通型のタンパク質であるが、SPRI1が足場タンパク質となって細胞膜状で複合体が形成され、異種花粉リジェクト能力が作られているという可能性が考えられた.蛍光退色回復法によって細胞内におけるSPRI1の動態を調査したが、他の細胞膜局在性マーカーと比較して有意な動態性の違いは見出されなかった.一方、SPRI1の生化学的な特性を調査したところ、雌蕊において300 KDa程度の複合体を形成することが明らかになった.

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] A phase-separated transcription factor regulates an interspecific barrier2022

    • Author(s)
      Fujii Sota、Yamamoto Eri、Tangpranomkorn Surachat、Kimura Yuka、Miura Hiroki、Yamaguchi Nobutoshi、Niidome Maki、Shimosato-Asano Hiroko、Kato Yoshinobu、Wada Yuko、Ito Toshiro、Takayama Seiji
    • Journal Title

      Research Square

      Volume: - Pages: 1-39

    • DOI

      10.21203/rs.3.rs-2015853/v1

  • [Journal Article] A land plant specific VPS13 mediates polarized vesicle trafficking in germinating pollen2022

    • Author(s)
      Tangpranomkorn Surachat、Igarashi Motoko、Ishizuna Fumiko、Kato Yoshinobu、Suzuki Takamasa、Fujii Sota、Takayama Seiji
    • Journal Title

      biorxiv

      Volume: - Pages: 1-40

    • DOI

      10.1101/2022.11.01.514778

  • [Journal Article] Plant physiology: ATP at the center of self-recognition2022

    • Author(s)
      Fujii Sota
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 32 Pages: R962~R964

    • DOI

      10.1016/j.cub.2022.08.004

  • [Presentation] 植物の生殖におけるゲノムと分子のダイナミクス2023

    • Author(s)
      藤井壮太
    • Organizer
      第 2 回核酸研究会
    • Invited
  • [Presentation] The plant-specific Arabidopsis VPS13a mediates polarized vesicle trafficking during pollen germination.2023

    • Author(s)
      Surachat Tangpranomkorn, Motoko Igarashi, Fumiko Ishizuna, Yoshinobu Kato, Takamasa Suzuki, Sota Fujii, Seiji Takayama.
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会
  • [Presentation] 花柱のシステインリッチペプチドがもたらすシロイヌナスナの多次元種間障壁2023

    • Author(s)
      三浦大樹、木村友香、和田七夕子、高山誠司、藤井壮太
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会
  • [Presentation] アブラナ科種間不和合性因子SPRI1におけるシステイン残基の生化学的な機能解析2023

    • Author(s)
      田所駿、加藤義宣、石田翔太、木村友香、高山誠司、藤井壮太
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会
  • [Presentation] クチクラはアブラナ科花粉の発芽プロセスを制御することで種間生殖障壁として機能する2023

    • Author(s)
      加藤義宣、木村友香、高山誠司、藤井壮太
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会
  • [Presentation] The plant specific Arabidopsis VPS13a mediates pollen grain polarization during pollen germination.2022

    • Author(s)
      Surachat Tangpranomkorn, Motoko Igarashi, Fumiko Ishizuna, Yoshinobu Kato, Takamasa Suzuki, Sota Fujii, Seiji Takayama.
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会
  • [Presentation] アブラナ科生殖障壁としてのクチクラ層の機能2022

    • Author(s)
      加藤義宣、木村友香、高山誠司、藤井壮太
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会
  • [Presentation] アブラナ科植物における種間不和合性制御因子SPRI2局在構造体の解析2022

    • Author(s)
      伊藤星太郎、山本絵里、Surachat Tangpranomkorn、木村友香、加藤義宣、新留真紀、高山誠司、藤井壮太
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会
  • [Presentation] シロイヌナズナの種間不和合性を担う因子SPRI1の機能メカニズムの解明2022

    • Author(s)
      田所駿、加藤義宣、石田翔太、木村友香、高山誠司、藤井壮太
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会
  • [Presentation] シロイヌナズナ花柱において受精前障壁を引き起こす新規システインリッチペプチドの同定2022

    • Author(s)
      三浦大樹、木村友香、和田七夕子、高山誠司、藤井壮太
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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