2019 Fiscal Year Research-status Report
Analysis of vacuolar transport mechanisms in plant cells
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18K06303
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
海老根 一生 基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 助教 (90590399)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 膜交通 / 液胞 / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液胞は植物の細胞のなかでも貯蔵・分解・空間充填・浸透圧調節など多様な機能を担うオルガネラであり、この多様な液胞機能を果たすために多くのタンパク質が液胞へと輸送されている.本研究課題では、植物の液胞輸送経路で機能する分子の使い分けと特異性のメカニズムの解析を通して、植物の液胞輸送経路の多様化の分子メカニズムと意義を明らかにすることである. 植物の液胞輸送経路のなかでも、植物固有の液胞輸送経路については、積み荷の積み込みに関わる因子の詳細は明らかになっていない.平成30年度の解析から、液胞輸送に関わるAP4複合体が植物固有の液胞輸送経路の上流で機能することが明らかになったが、これについて詳細に解析した結果、これまでの解析から植物固有の液胞輸送経路で運ばれることがわかっている液胞タンパク質のうち一部はAP4の変異体でも液胞に運ばれることから、この輸送経路で液胞に運ばれるタンパク質の一部は複数の積み込み制御因子によって植物固有の液胞輸送経路に積み込まれている可能性が示唆された．また、植物の液胞輸送経路の特徴として、液胞輸送経路で機能するRAB5が、2つの異なる液胞輸送経路を制御することが挙げられる.これを支える分子メカニズムとして、RAB5がそれぞれの液胞輸送経路で機能する相互作用因子が異なることが想定される.そこで、個々の輸送経路で機能するRAB5相互作用因子を共免疫沈降と質量分析によって単離することを計画し、令和元年度は共免疫沈降実験と質量分析によるRAB5の相互作用因子の網羅的解析を行い、液胞輸送経路へのタンパク質の積み込みに関わると考えられる因子を複数単離した.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
共免疫沈降実験と質量分析によるRAB5の相互作用因子の網羅的解析を、野生型とRAB5の下流で機能する因子の機能欠損変異体背景において行い、相互作用因子の比較を行った．この結果から、RAB5の相互作用因子の中でも積み込みに関わる候補因子を複数同定した．また、平成３０年度の解析からAP4複合体が植物固有の液胞輸送経路で機能することが明らかになったが、AP4の変異体における液胞輸送異常を詳細に解析した結果、これまでの解析から植物固有の輸送経路で液胞に運ばれていると考えられている因子の一部がAP4の変異体でも液胞に運ばれていることが明らかになり、これらの因子は複数の積み込み制御因子によって植物固有の液胞輸送経路に積み込まれている可能性が示唆された．これらの成果の一部を植物学会大会で報告した．以上のように、令和元年度の進捗としては予定通りに進行しているが、平成30年度の研究の進展に遅れがあったため、全体として研究の進捗に遅れがある．
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| Strategy for Future Research Activity |
植物の液胞輸送経路の特異性の分子メカニズムに関する知見を得ることを目的として、本年度の解析で得られたRAB5と相互作用する候補因子について、直接の相互作用の有無について解析を行うとともに、細胞内におけるRAB5との局在比較解析から、これらが相互作用する場を明らかにする．また、これらのRAB5相互作用因子における液胞輸送異常を詳細に明らかにすることで、関与する液胞輸送経路について明らかにする．特に、これまでの解析から、AP4に依存しない輸送経路で液胞に運ばれることが示唆されたタンパク質の液胞輸送に関わるRAB5相互作用因子に注目して解析を行う．さらに、これらの因子の変異体と既知の液胞輸送変異体、AP4複合体の変異体において個体レベルでの表現型の比較を進めることで、植物固有の液胞輸送経路の異常に起因する表現型を細分化、それぞれの輸送経路の重要性を明らかにする.
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| Causes of Carryover |
平成30年度に計画していたRAB5の相互作用因子の網羅的解析実験が、サンプル調製法の検討によって遅れたため、これを基盤とする研究計画全体に遅れが生じた．その結果、令和元年度にはRAB5の相互作用因子の網羅的解析実験を行ったが、その結果をもとにした分子間相互作用の詳細な解析と、これらの変異体における液胞輸送異常の解析が遅れ、これらの解析に使用する植物の栽培に必要な消耗品や生化学的実験の消耗品等に助成金を使用しなかった．令和2年度にはこれらの研究を進め、主に上述の消耗品に助成金を使用する予定である．また、これらの成果報告についても令和2年度に行う予定である.
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Research Products
(1 results)
