2019 Fiscal Year Research-status Report

エチレン前駆物質による紅藻スサビノリの有性生殖の制御機構に関する研究

Research Project

Project/Area Number	19K15907
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	宇治利樹北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (00760597)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	アマノリ / 植物ホルモン / 1アミノシクロプロパンカルボン酸 / 有性生殖
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、水産重要種であるスサビノリを材料とし、植物ホルモンの1種であるエチレンの前駆物質、1-アミノシクロプロパンカルボン酸(ACC)が本種の有性生殖の制御にどのように関与しているのかを明らかにすることを目的としている。昨年度においては、異なる発生ステージの藻体におけるACC含有量を測定した結果、ACC含有量は、葉長10 mm未満の幼体と比較して、葉長20-30 mmの未成熟藻体や成熟藻体では1.7-2.0倍高い値を示した。また通常の培養条件（15℃・短日条件）と有性生殖が促進される環境条件下（25℃・長日条件下あるいは15℃・高光量条件下）で培養した藻体のACC含有量を測定したところ、培養条件に関わらず、培地交換により栄養状態が良好になることでACC含有量が減少することが分かり、有性生殖の制御に加えて、栄養塩の応答においてもACCが重要な働きをしている可能性が示唆された。また哺乳類のグルタミン酸受容体においてACCの結合性を阻害する試薬を処理することによりACCの効果が抑制されるのかどうかを観察したが、全ての阻害剤において顕著な効果は認められなかった。さらにACC処理により発現が誘導される遺伝子を解析したところ、他の真核生物のシグナル伝達系において重要な機能を示すことが知られているホスホリパーゼD（PLD）やαオキシダーゼ（αDOX）の相同性遺伝子を見つけた。そのためACCのシグナル伝達系にPLDを介したリン脂質代謝やαDOXを介したオキシリピン代謝が関与している可能性が示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 現在までの研究において、異なる発生ステージや有性生殖誘導条件下におけるACC含有量の変動を調べることが出来た。その際、富栄養条件下によりACC含有量が減少することが分かったため、ACCが栄養塩の応答において何らかの役割を担っていることが示唆されたことは新たなACCの機能を考える上で大変興味深い。またスサビノリのACC受容体を探索するためのアッセイ系の準備として、動物細胞の培養や解析用の遺伝子コンストラクトの作製を行った。
Strategy for Future Research Activity	スサビノリのACC受容体の候補としてグルタミン酸受容体を考えており、現在、本種の遺伝子を動物細胞で発現するための遺伝子コンストラクトが作製できた。今年度は、これを動物細胞に導入し、カルシウムイオンのシグナルを検出することで、スサビノリのグルタミン酸受容体においてACCがリガンドとして働くかどうかを調べる予定である。またPLDの阻害剤を用いた実験や、ACC処理藻体におけるオキシリピンの変動を調べることで、ACCのシグナル伝達系の知見を得る予定である。