2019 Fiscal Year Research-status Report
新規GT106ファミリーに属するラムノース転移酵素遺伝子の機能解析
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19K16173
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
竹中 悠人 立命館大学, 立命館グローバル・イノベーション研究機構, 助教 (70816149)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 植物細胞壁 / ポリマー / ペクチン / ラムノース転移酵素 / 糖転移酵素ファミリー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物は細胞膜の外側に細胞壁を持つ。細胞壁は糖と糖が連結した多糖（ポリマー）から構成される。細胞壁を構成するポリマーの中でも、ペクチンは30種類ほどの糖が連なった非常に複雑な構造をしているため、生合成に関わる遺伝子もあまり見つかっていない。一方、研究代表者は近年、酵素活性を測定することでペクチン生合成に関わる新規ラムノース転移酵素RRTを4つ見出しており、RRTは新規な糖転移酵素ファミリーGT106を形成することも明らかとなった。そこで、本研究ではRRT遺伝子の変異体を作出し表現型を解析することで、RRT遺伝子の生体内における機能を明らかにすることを目指した。
＜RRT1-4の解析＞まず、RRT遺伝子の変異体をゲノム編集によって作出し表現型を解析した。シングルノックアウトと考えられる個体では、種子の周りを覆うゲル状物質であるムシレージ（主成分はペクチン）の体積が若干であるが減少した。このことから、RRT遺伝子は少なくとも正常なムシレージ形成に重要であることが示唆された。
＜新規RRT遺伝子の探索＞次にRRT遺伝子の再検索を行った。見出した4つのRRTが含まれるクレードの隣には、RRTと非常にアミノ酸配列が似た遺伝子が6つ含まれる。アミノ酸配列を詳細に解析したとこと、活性中心と考えられる領域において配列相同性が特に高く保存されていた。そこで、RRT隣接クレードに含まれる1つの遺伝子を異種発現させ活性を測定したところ、ラムノース転移酵素活性を検出した。この結果から、RRT遺伝子は4つだけでなく、シロイヌナズナにおいては10遺伝子は存在する可能性が新たに見出された。
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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
RRT1-4に着目した変異体の解析に関しては、全ての遺伝子の組み合わせで解析ができてはいないものの、生体内における大凡の機能の推定ができた。また、新たに多数のラムノース転移酵素遺伝子の候補を見出すに至ったことも踏まえ、概ね進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
RRT遺伝子の候補が新たに見出されたため、当初の予定を変更する。まずはRRT隣接クレードに含まれる遺伝子を全て異種発現させ、酵素活性を測定する。ラムノース転移酵素遺伝子を改めて同定した上で、各遺伝子の変異体の解析を行っていく。
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| Causes of Carryover |
当初購入予定であったヒートブロックを譲り受けたため、使用額が予定より少なくなった。今年度は新たに酵素活性を確認する必要が頻繁に生じる予定であることから、生化学試薬の購入に使用する。
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