2020 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 – 2022-03-31
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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 |
植物細胞壁の主要な構成成分であるセルロース微繊維は、セルロース合成酵素によって細胞膜上で合成される。細胞の成長中および成長後にそれぞれ形成される一次細胞壁と二次細胞壁には、独立したタイプのセルロース合成酵素が関与する。植物細胞が成長に合わせてタイプを使い分けているセルロース合成酵素について、細胞の分化状態とそれらの細胞膜への局在制御との関係は不明な点が多い。本研究では、セルロース合成酵素の局在制御を担う因子を同定し、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。
これまでの解析で同定した候補因子について、一次細胞壁タイプのセルロース合成酵素との物理的な結合能を示唆する結果を昨年度までに得た。セルロース合成酵素は３種類のセルロース合成酵素から構成される複合体として機能するため、本年度は複合体を形成するセルロース合成酵素間での候補因子との物理的相互作用を担う配列モチーフの比較解析を進めた。セルロース合成酵素に融合させる蛍光タンパク質について、タバコ葉を用いた一過的発現実験系によって当該局在解析に適したものを検討し、配列モチーフの変異型タンパク質を発現させるためのプラスミドの構築に取り組んだ。また、動態観察に用いている蛍光タンパク質融合セルロース合成酵素が機能的なものであることを検証するため、セルロース合成酵素変異体で当該融合タンパク質を発現する形質転換体を作出した。その形質転換体では細胞膜局在を示す蛍光シグナルが観察できており、翌年度に変異体の細胞壁異常が相補されているかを検証する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
当初の計画スケジュールに対して解析に使用する植物試料の作出に時間を要し、また、セルロース合成酵素の詳細な細胞内動態解析のために予定していた共同研究先での実験が訪問できない状況で本年度中に行うことができなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に引き続き、セルロース合成酵素の細胞内における動態解析および変異体解析を推進する。候補因子のシロイヌナズナ遺伝子欠損変異体でのセルロース合成酵素の局在観察に加えて、タバコ葉での一過的発現実験系による結合配列モチーフ解析を行う。これまでに一次細胞壁タイプのセルロース合成酵素について先行して解析を行ってきたため、今後の解析では二次細胞壁タイプのものに比重を置きながらそれらの解析を進める。また、候補因子とセルロース合成酵素の物理的相互作用については、植物試料の準備に時間がかかり本年度に実施できなかった共免疫沈降実験を次年度開始後すぐに実施する。
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| Causes of Carryover |
解析に用いる植物試料について準備を計画通りに完了できず、それらを使用して行う実験の費用を次年度に使用することになった。また、計画していた実験の中で、他研究機関の共同研究先に出向いて行うことができなかったため、当該実験で使用する試薬といった物品費に加えて、共同研究先への旅費についても次年度に使用することになった。
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