2020 Fiscal Year Research-status Report
HDACの遺伝的・化学的改変による環境ストレス応答最適化法の開発
| Project/Area Number |
19K05960
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
上田 実 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (30632541)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
工藤 紀雄 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (80632421)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 環境ストレス耐性強 / シロイヌナズナ / ヒストン脱アセチル化酵 / HDA19 / 稔性回復 / HDAC阻害剤 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、シロイヌナズナを材料に、その活性阻害により環境ストレス耐性を付与可能なヒストン脱アセチル化酵素のアイソフォームであるHDA19を解析対象として研究を進めている。hda19は塩、高温、乾燥等の環境ストレスに対して耐性を示すものの、HDAC阻害による環境ストレス耐性強化を作物等へ実用化する際に問題となる不稔性等の表現型を示す。本研究課題の主目的は、その不稔性を回避もしくは抑制し、かつ環境ストレス耐性を維持するための遺伝学的・化学的システムの構築としている。
昨年度、分担者の協力により、活性を持つ組換えHDA19タンパク質の調製に成功し、化学的な制御面で大きな進展があった。本年度は、HDA19とは異なるクラスに分類されるHDACについても活性タンパク質を調製することに成功した。これらの調製したタンパク質を用いて、既存薬の植物HDACに対するクラス選択的阻害活性を評価したところ、in vivoを反映することを確認出来た。既存薬における選択性の情報はHDACの機能解析を進める上で非常に重要であり、多方面で有用となる基礎データを取得することができた。
遺伝学的な制御については単離していたhda19の稔性復帰ライン（Rfhda19)について相補性検定を行い、Rfhda19がhda19の一つの潜性アリルであることを確認した。Rfhda19を用いてHDA19について網羅的なプロテオームが可能となり、その一環としてインタラクトームやアセチローム解析を国際共同研究により進めた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
HDA19は複合体を形成することで高活性を示すと考えられているため、より活性の高いHDAC活性を有するタンパク質調製のために相互作用因子の情報が必須であった。今年度は国際共同研究により有力な相互作用因子を同定することができた。HDA19の基質となるアセチル化修飾サイトの同定も、国際共同研究により遂行できる目途が立ち。実験計画の想定以上の研究を展開できている。今年度はそのための予備実験を進め、良好な解析結果を得ることができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
相互作用因子の組換えタンパク質を共発現させてHDA19の活性が高まるか条件検討を進める。高活性タンパク質が調製できた場合は、ケミカルライブラリースクリーニングを進める。Rfhda19におけるHDA19のゲノム配列を次世代シーケンスやRNA-seqにより決定し、稔性回復をもたらした原因の解明を進める。
相互作用解析とアセチローム解析の結果を参照し、HDA19制御下にある候補タンパク質を抽出し、それぞれのタンパク質をコードする遺伝子の変異体でのストレス応答を調査する。
|
| Causes of Carryover |
海外に発注した化合物の納品が遅れたため、発注を次年度にすることとした。繰越分は次年度に使用する計画である。
|
