2020 Fiscal Year Research-status Report
ナス科植物をモデルとしたペルオキシソーム輸送体ABCD1の機能解析
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19K05820
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| Research Institution | Kobe Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
士反 伸和 神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (20547880)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
肥塚 崇男 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (30565106)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ペチュニア / タバコ / ペルオキシソーム / 輸送体 / ABC transporter |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の様々な一次・二次代謝産物は、オルガネラ間を動きながら複雑な経路を介して生合成されている。オルガネラの中でも、ペルオキシソームを介して生合成される化合物としてベンゼノイドなどの芳香族化合物、タバコのニコチンアルカロイド、植物ホルモンであるジャスモン酸など多岐にわたるものが知られている。これまでにジャスモン酸の生合成中間体OPDAやベンゼノイド中間体のペルオキシソームへの輸送にはABC輸送体ABCD1が関与することが示唆されているが、その輸送機能の証明や、環境応答に対する発現変動などの知見はほとんどない。本研究では、香気成分を生産放出するペチュニアや、ニコチンアルカロイドなどを蓄積するタバコなどナス科植物を材料に、植物ABCD1の機能解明を目指している。
今年度は、植物でのABCD1遺伝子の組織発現や傷害応答、また開花に伴う時期特異的な発現変化をリアルタイムPCRにより解析した。タバコ植物体の葉に傷害処理としてコルクボーラーで穴を開け、１、２、６、２４時間後の葉、茎、根での発現を検討した。ABCD1遺伝子は各組織で同程度の発現を示し、６時間後に葉での発現が２倍程度に上昇した。本発現変化は、根におけるニコチン生合成遺伝子PMT1の挙動と似ていた。また、開花期のペチュニアから葉、茎、根、また花の各組織をサンプリングし解析したところ、組織間でほぼ同程度の発現を示した。また開花時期での発現を検討したところ、開花前の蕾から開花する過程で発現は減少し、その後、開花２、３日でやや発現が上昇することが明らかとなった。タバコABCD1の昆虫細胞発現用のBacmidの作成は完了しており、次年度には、昆虫細胞で発現させ、輸送機能を解析するとともに生理的役割の解明を目指す。
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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
ペチュニアおよびタバコにおけるABCD1遺伝子の発現解析が進んでいる。また、昆虫細胞発現系も進むとともに、ペチュニアなどの遺伝子抑制体（RNAi体）の作出も進むなど、順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
昆虫細胞で発現させ、輸送機能解析を行う。N末His-tag付きで発現させるため、発現の確認はAnti-His抗体で行う。膜ベシクルを調製して輸送機能解析を行う。基質候補としては、ジャスモン酸中間体OPDA、フェニルプロパノイド中間体シンナモイルCoAおよび関連物質などを検討する。
作成してきたペチュニアの発現抑制体におけるABCD1の発現抑制の確認、またその際の香気成分など代謝産物の変化を解析する。分析としては、GC-MSやorbitrapなどを用いる。これら解析を統合して、ナス科植物におけるABCD1によるペルオキシソーム輸送機構の解明、また代謝物変化を介した植物の環境適応機構の解明を目指す。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスへの対策で、密を避けるために実験補助員の日数を減らすなどの対応をしたため、次年度使用額が生じました。しかし、より効率的に実験を進めるよう計画、遂行でき、成果も出ています。次年度早くからの論文化を目指しており、英文校閲など論文投稿に関わる支出に用いていく予定です。
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