2018 Fiscal Year Research-status Report
植物細胞の分化に伴うセルロース合成酵素の細胞内動態変化
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18K06289
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
國枝 正 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (90566077)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | セルロース合成酵素 / 細胞壁 / 細胞内局在制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
セルロース微繊維は植物細胞壁の主要な構造であり、セルロース合成酵素によって細胞膜上で合成される。セルロース合成酵素は複数のタンパク質から構成される複合体で、細胞の成長（伸長）中、あるいは成長後という機能のタイミングで、それぞれ一次細胞壁タイプと二次細胞壁タイプの2種類に分類できる。植物細胞はこれら2つのタイプのセルロース合成酵素複合体を成長の過程で使い分け、植物の独特かつ複雑な形態形成を実現している。しかしながら、セルロース合成酵素複合体の分子動態が細胞の分化によってどのような制御を受けるのかはよく分かっていない。本研究では、細胞分化に伴うセルロース合成酵素の細胞内局在変化を制御する因子を同定し、その機能解析を通して、細胞壁形成の分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。
本年度はセルロース合成酵素複合体の局在制御を担う因子についてシロイヌナズナを対象に探索し、見出した候補因子について次年度以降の解析に使用する形質転換体の作出や変異体の単離などの準備を行った。蛍光タンパク質によって可視化したセルロース合成酵素を発現する形質転換体を確立し、野生型および候補因子の機能欠損変異体背景での観察を進めた。一次細胞壁タイプのセルロース合成酵素について行った予備的な観察では、候補因子変異体において顕著な蛍光シグナルの減少が認められ、候補因子のセルロース合成酵素の局在制御への関与を示唆する結果を得た。また、セルロース合成酵素のタンパク質配列上に候補因子との結合モチーフが予測されたことから、当該モチーフに変異を導入したセルロース合成酵素を発現する形質転換体の作出を現在行っており、局在制御への影響を今後検証する。二次細胞壁タイプのセルロース合成酵素についても動態観察のための形質転換体作出が進行中であり、次年度に解析を行う予定である。
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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
本研究の目的達成のための鍵となる候補因子が同定でき、その機能解析のための植物試料の作出等が計画通りに進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在進めている形質転換体の作出を完了させ、細胞分化の状態に着目したセルロース合成酵素の動態解析を当初の計画に従って推進する。また、候補因子変異体がもつ細胞壁について、形状解析や構成成分分析を行う。
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| Causes of Carryover |
当該年度に計画していた候補因子の探索や形質転換体の作出などは順調に進んだが、対外的に発表するには成果内容がまだ不十分と判断したため、当初計画していた学術集会等への参加を見合わせた。そのため主に旅費の費目で次年度使用が生じることとなったが、その分はそのまま次年度開催される学術集会への参加旅費として使用予定である。
また、これまで研究室で使用していた超低温冷凍庫が使用できなくなり、それに代わる機器を次年度に購入する必要が生じたため、そのための費用も次年度使用とした。
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