2021 Fiscal Year Research-status Report
PIF4タンパク質制御による二酸化窒素センシング機構の解明
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18K05926
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
高橋 美佐 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 助教 (10294513)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | PIF4 / 環境応答 / シロイヌナズナ / 二酸化窒素 / 胚軸伸張 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大気中に含まれる二酸化窒素（10-50 ppb）はバイオマス蓄積の促進、栄養生長および花芽形成促進を正に制御する植物成長調節因子である。このような二酸化窒素の調節機構の究明は、植物生物学の基礎や新規学術領域の創成、また二酸化窒素は自然にどこにでもあるものであるが故に環境無負荷、省エネルギーしかも高収量の画期的農業生産技術開拓の視点からも重要である。植物の二酸化窒素受容機構(センシング機構)の解明は、同調節分子作用機構の解明において必須不可欠の課題である。胚軸伸長を指標として二酸化窒素感受性欠失変異株をT-DNA挿入ラインから選抜、解析し、pif4変異株は二酸化窒素不感受性株であることを明らかにした。本研究はその分子的実態を究明し、PIF4タンパク質制御による二酸化窒素センシング機構の解明をめざす。
これまでに、二酸化窒素はPIF4遺伝子の転写および翻訳レベルで発現に影響しないことを明らかにした。PIF4標的遺伝子のプロモーター領域に対するPIF4タンパク質の結合が二酸化窒素により減少することをクロマチン免疫沈降（ChIP）法により示した。PIF4はBZR1、ARF6と相互作用して標的遺伝子の発現を制御する。そこで、Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC)法によってこれらのタンパク質相互作用についてNO2の影響を調査するためにBiFC解析用ベクターを構築した。シロイヌナズナ葉にアグロインフィルトレーションによりBiFC解析用ベクターを導入して共焦点レーザー顕微鏡によりGFP蛍光が観察されることを確認した。今後、これらのベクターを導入した植物体をNO2処理してタンパク質相互作用におよぼすNO2の影響を調査する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
植物の二酸化窒素処理に必須であるNOxチャンバーが故障したが、新型コロナウイルス感染症関連装置のメンテナンスが優先され、NOxチャンバー修理が大幅に遅れた。そのため、計画していたアフィニティー精製したPIF4-Hisタンパク質およびPIF4とPIF4相互作用タンパク質を発現したシロイヌナズナ植物の二酸化窒素処理が実施できなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、PIF4、BZR1およびARF6のBiFC解析用ベクターをシロイヌナズナにインフィルトレーションしてNO2による相互作用の影響を明らかにして、これらのタンパク質の二酸化窒素センシングにおける役割を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
PIF4およびPIF4相互作用タンパク質を発現したシロイヌナズナ植物を二酸化窒素処理してタンパク相互作用について調査する予定であったができなかったため。
PIF4タンパク質の相互作用解析に必要な試薬を購入に使用する。
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