2020 Fiscal Year Research-status Report
茎頂メリステムにおけるフロリゲン輸送と内部環境変動の分子的理解
| Project/Area Number |
19K06703
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
阿部 光知 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (20343238)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | シロイヌナズナ / 花成 / フロリゲン / FT / FD |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
植物は、多様な環境情報を用いて成長や繁殖を行なっている。花を咲かせるホルモン・フロリゲン（FTタンパク質）は、花を咲かせる環境下の葉で作られる。その後、フロリゲンは葉から茎頂メリステムへと運ばれ、機能的パートナーであるFDと転写複合体を形成する。その結果、環境依存的な花芽形成が開始されることになる。FTを中心としたフロリゲン機能の大枠が明らかになった現在、次なる課題として「FTタンパク質の積み降ろし」や、「茎頂メリステム内部の細胞間輸送」をはじめとするFT機能制御の素過程に関する詳細な理解が求められている。本研究課題では、「FT自身」とFT輸送の場である「茎頂メリステムの内部環境」の双方に注目し、フロリゲンの輸送機構の理解を目指す。そのために、独自に改良を加えた in vivo でのフロリゲン複合体（FT-FD複合体）可視化手法を活用し、細胞間輸送に重要なFTのアミノ酸配列を探索・同定する。また、「茎頂メリステム内部環境の理解」に向けて、フロリゲン輸送の鍵を握ると考えられる原形質連絡に注目し、原形質連絡機能のFT輸送への関与、ならびに花成誘導環境下における原形質連絡動態を検証する。具体的には、【研究項目１】メリステム内の細胞間輸送に重要なFTアミノ酸配列の探索と同定、【研究項目２】メリステム内FT輸送への原形質連絡機能の関与の検証、【研究項目３】メリステムで形成されるFT-FD複合体の動態理解、【研究項目４】栄養環境とフロリゲン輸送との関係性の検討
に取り組む。その結果、メリステムにおけるFTの細胞間輸送機構の分子基盤を多角的に理解することを目指していく。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題では、「フロリゲン」とフロリゲン輸送の場である「茎頂メリステムの内部環境」の双方に注目し、フロリゲンの細胞間輸送の仕組みを独自のin vivo可視化手法（iBiFC法）を用いて解き明かす。申請者が活用する iBiFC法は、これまでタグの付加によって生じていたFTの輸送機能阻害という問題点を克服した実験手法であり（Abe et al., Development, 2019）、篩部から茎頂メリステム内部までのFT輸送をありのままに評価することが可能である。
令和２年度は、主に【研究項目２: メリステム内FT輸送への原形質連絡機能の関与の検証】に取り組んだ。原形質連絡を介したFT輸送制御の鍵因子であるFTIP1とそのホモログ遺伝子に注目し、メリステム内部におけるFT輸送制御と原形質連絡の関わりを精査した。FT のメリステム内輸送に関しては、発生段階依存的な制御機構が見出されている（村田ら未発表）。そこで、FTIP1ならびにFTIP1ホモログがこの発生段階依存的な輸送制御に関与しているかを、マーカー系統、ノックアウト系統の作出によって遺伝学的に検討した。また、【研究項目４: 栄養環境とフロリゲン輸送との関係性の検討】 として、北海道大学・佐藤長緒准教授らとの共同研究を開始し、栄養環境とフロリゲン輸送との関連性を検討した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和２年度は、コロナ禍で思うように研究を進められない状況が生じた。研究室への立ち入り制限は当然のことながら、研究資材の不足、国際的な郵便事情の悪化による研究材料の入手が困難になるなど、副次的な影響も含めて研究の推進には大きなブレーキがかかっていたことは否めない。しかしながら、現在は研究活動状況も十分に回復し、研究計画の遂行には大きな支障はきたしていない状況にある。令和３年度は、【研究項目１: メリステム内の細胞間輸送に重要なFTアミノ酸配列の探索と同定】で見出した「細胞間輸送に重要なFTアミノ酸配列」と【研究項目２: メリステム内FT輸送への原形質連絡機能の関与の検証】で検討を重ねている「FTIP１ファミリー」との連関に注目することによって、FT輸送と原形質連絡との連関を詳細に解き明かしていく計画である。また、原形質連絡機能の人為的な操作実験に関してもさらに検討を加えていく。令和２年度に開始した栄養環境と花成制御との関わりに注目した共同研究にも新たに注力していくことを計画している。
|
| Causes of Carryover |
令和２年度は、コロナ禍の影響もあり年度前半は実験も停止していた。そのため、消耗品、研究試薬の消費量が著しく減少した影響である。令和３年度は、研究室員の増加もあり、順調に消費可能である。
|
Research Products
(5 results)
