2021 Fiscal Year Annual Research Report
植物の形作りの分子機構を昆虫の植物操作能力を利用して解明する
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19H00933
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
佐藤 雅彦 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (20283575)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
濱田 隆宏 岡山理科大学, 理学部, 准教授 (20452534)
大島 一正 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (50466455)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | PI(3,5)P2 / 虫こぶ形成機構 / 細胞の形態形成 / 細胞骨格 / メンブレントラフィック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
虫こぶ形成昆虫の持つ植物形態形成操作能力を利用して，ホスホイノシチドの一種，ホスファチジ
ルイノシトール3,5-二リン酸 [PI(3,5)P2]によって制御される植物細胞形態形成の分子機構を総合的
に解明することを目的として研究を行った。具体的には，植物の形態形成過程を，(1) 受容体による外部からの刺激の受容，(2) 細胞内シグナル伝達，および転写・翻訳制御，(3) 細胞骨格の制御，(4)極性分泌の調節，の４つの素過程に分割して，それぞれの過程を下記の研究項目を実施することで解明する。
本年度は，主に下記の項目についての研究を行った． (a)形態形成因子およびそれらの受容体の同定と(b)PI(3,5)P2 によって制御される形態形成シグナリング経路の解析． (a)については，虫こぶ形成昆虫から同定したCAPペプチドが植物の細胞を初期化およびストレス耐性を付与する効果があることを明らかにした．また植物側のCAPペプチド受容体候補を複数種同定し，CAPペプチドと受容体の相互作用をBIACOREを用いた解析により明らかにした．(b)については，PI(3,5)P2によって根毛側面へ二次細胞壁成分を輸送するSYP123/VAMP727依存性の細胞な輸送経路が制御されていることを明らかにした．
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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
研究計画の３項目のうち，
(a)形態形成因子およびそれらの受容体の同定
(b)PI(3,5)P2 によって制御される形態形成シグナリング経路の解析
について一定の成果が得られた．
特に，CAPペプチドについては，虫こぶ形成エフェクターとして世界で初めて明らかにされたものであり，さらに植物側のCAPペプチド受容体の同定にも成功していることから，これらは非常に大きな進展であるといえる．また，申請者が長年研究している根毛形成に関与するSNAREであるSYP123の関与する輸送経路がPI(3,5)P2によって制御されていることの発見は，PI(3,5)P２の制御するシグナリング経路を明らかにする意味で非常に意義深い．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，CAPペプチドのシグナルをCAPペプチド受容体が受容したあとの，植物細胞内のシグナリング経路の解明を行うことで，CAPペプチドにより，植物の形態がどのように操作されるのかについての解明を行う．また，PI(3,5)P2が根毛以外の細胞で，どのように形態形成の制御を行っているかについての解析を進めることで，PI(3,5)P2とCAPペプチドの形態形成への関連性についての解明を行う．
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