2020 Fiscal Year Research-status Report
紫外線誘発DNA損傷が非照射組織であるイネ茎頂分裂組織の転写と複製に及ぼす影響
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19K12317
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
寺西 美佳 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (10333832)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 紫外線UV-B / イネ / 紫外線抵抗性 / DNA損傷 / シクロブタン型ピリミジン二量体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
紫外線B（UV-B）は植物の生育を阻害するため、UV-Bが植物にどのように影響を及ぼすかを理解し、UV-B抵抗性を増強させることは、植物の生産性向上に大きく寄与する。UV-Bによって誘発されるDNA損傷の中で、最も誘発量の多い損傷はシクロブタン型ピリミジン二量体（CPD）である。そのCPDの修復活性に応じて、イネのUV-B抵抗性が増大することをこれまで報告してきた。さらに、UV-Bが直接到達しない茎頂分裂組織における遺伝子発現が、CPDの修復程度に応じて変化していた。このことから、CPDが元となり生じたシグナルが、UV-B照射組織から離れたUV-B非照射組織に伝達されている可能性が考えられた。そこで、イネの収量に直接影響する茎頂分裂組織の細胞分裂数にUV-Bが及ぼす影響を明らかにするため、細胞分裂に伴うDNA複製程度を検出することとした。茎頂分裂組織でのDNA複製量を検出するため、DNA複製時に取り込まれるチミジンのアナログであるEdUをイネに取り込ませ、蛍光シグナルを共焦点レーザー顕微鏡により観察した。EdUの処理時間や濃度など処理条件を変化させることで、イネ茎頂分裂組織へのEdU取り込みが有意に検出される条件を検討した。また、ヒト細胞において、修復されずに残存するCPDはDNA二本鎖切断を誘発すると報告されている。そこで、ヒト細胞と異なり細胞分裂が活発ではないイネ葉においても同様の現象が見られるかについて解析した。高分子DNA電気泳動法を用い、DNA二本鎖切断、一本鎖切断、CPDのそれぞれを定量することが可能であるため、今後はUV-B照射後の経時変化を明らかにする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和2年度の4月から6月にかけ、covid-19の対応により、長期間継続して行う研究を遂行することが難しく、研究の進行に遅れが見られた。また、イネの茎頂分裂組織におけるDNA複製量を検出する実験系が確立できておらず、その点でも遅れがみられる。そのため、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
イネの茎頂分裂組織におけるDNA複製量を検出する実験系が確立できていない原因として、イネ組織のサイズが大きいことが原因だと考えられる。組織の小さいシロイヌナズナではEdUの取り込みが見られているため、その条件を参考とし、今後は生育段階の異なるサイズの小さなイネを用いることで、検出感度の向上を目指したい。また、UV-B照射が植物に与える影響を的確に理解するため、比較対象としてシロイヌナズナを用いることにより研究を発展させ、現在生じている遅れを取り戻したいと考えている。
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| Causes of Carryover |
令和2年度の4月から6月にかけ、covid-19の対応により長期間継続して行う研究を遂行することが困難であったため、未使用額が生じた。また、学会発表や情報収集のための国内移動も制限されていたため、旅費が未使用となった。
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