2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the mechanism of nutrient recognition and coordination of nutrient response in plants
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19H05637
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤原 徹 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80242163)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三輪 京子 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (50570587)
高野 順平 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (70532472)
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| Project Period (FY) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| Keywords | 栄養感知機構 / 下流現象 / 成長制御 / 数理モデル / リボソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は植物細胞の３つの異なる場での植物の栄養感知機構の解明とその下流で起こる栄養適応現象を理解することを目的としている。
細胞内については、栄養依存的に翻訳停止しているリボソームの構造解析結果をもとに、リボソームが翻訳停止段階で本来起こるステップに進めなくなっていることが示唆された。また、栄養条件の変化に応じて翻訳レベルでの制御を受ける遺伝子の発現を指標に検索した変異株から原因となる候補遺伝子を見出した。この候補遺伝子は翻訳停止に伴って起こるmRNA分解に関与している可能性が示唆された。リボソームタンパク質の変異株の栄養条件に応じた生育異常の解析をさらに進め、栄養条件により生育の違いが見られるリボソーム遺伝子を同定し、その遺伝子の変異株におけるポリソームプロファイリングなどにより翻訳の状態を検討したところ、モノソームとポリソームの比率に変化が見られるなどしている。また、翻訳制御をRibosome sequencing法によってゲノムワイドに解析したところ、栄養条件により翻訳制御を受ける遺伝子やなどが見出されるとともに、栄養条件によって幅広い遺伝子の翻訳停止に影響が及ぶ可能性が示唆された。栄養条件は個別の遺伝子の翻訳に影響を及ぼすだけでなく、細胞の翻訳の各段階に異なる影響を幅広い遺伝子に対してもたらしている新たな知見につながると考えられる。
細胞膜については、細胞膜に局在するホウ素輸送体BOR1についてはBOR1がホウ素を感知している可能性を示唆する結果を得た。また、BOR1の硝酸による分解や、高親和性カリウム輸送体HAK5のカリウム依存的な分解について結果の取りまとめを進めた。
細胞壁については、ホウ素欠乏での生育が野生型よりも優れた変異株の単離やその原因遺伝子の推定をさらに進め新規の遺伝子を見出すと共に、個別の変異株の細胞壁のペクチンの合成への関与について調査を進めた。
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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
それぞれの区分での成果も挙がりつつあり概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り進めていく。
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[Journal Article] Global analysis of boron-induced ribosome stalling reveals its effects on translation termination and unique regulation by AUG-stops in Arabidopsis shoots2021
Author(s)
Sotta, N., Chiba,Y., Miwa,K., Takamatsu,S., Tanaka,M., Yamashita,Y., Naito,S. and Fujiwara, T.
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Journal Title
Plant Journal
Volume: 106(5)
Pages: 1455-1467
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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