2020 Fiscal Year Research-status Report
Understanding the mechanisms for activation of sugar transporters in plant immunity
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20K05831
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
木村 幸恵 立命館大学, 立命館グローバル・イノベーション研究機構(BKC), 助教 (40855946)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 植物免疫応答 / 受容体様キナーゼ / 糖トランスポーター / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物に感染した病原菌は，植物細胞内の糖を細胞外へ排出させ栄養源として利用する．その一方で，植物は細胞外の糖を細胞内へ回収することでそれを阻止すると考えられている．この争奪戦には植物の細胞膜に局在する糖トランスポーターが関与することが知られているが，その糖輸送活性の制御機構については不明な点が多く残されている．本研究では，植物の免疫応答に重要な糖トランスポーターの活性制御機構を明らかにするために，糖結合が示唆される受容体様キナーゼによる糖トランスポーターの活性制御の検証と，新奇活性制御因子の探索・同定を行うものである．
本年度は，糖トランスポーターの制御候補因子である受容体様キナーゼが糖の恒常性に関与するかを明らかにするために，受容体キナーゼ欠損変異体と相補ラインを利用して，ガスクロマトグラフ質量分析による糖含有量の測定を行なった．その結果，細胞膜に局在する受容体様キナーゼがそのキナーゼ活性を介して，細胞内の糖恒常性維持に関与していることが明らかになった．さらに受容体様キナーゼの欠損変異体を糖含有培地で生育させた結果，野生型に比べて糖感受性が変化していることが明らかになった．
一方，糖トランスポーターと受容体様キナーゼのin vitroにおける直接的な相互作用を解析するために，それぞれの細胞質領域を大腸菌において発現させ精製するための実験条件を決定した．また，糖トランスポーターと受容体様キナーゼの植物体における相互作用を解析するための形質転換植物体について選抜を進めている．新奇活性制御因子の探索・同定を行うための変異体種子については発芽率が低下していため，次世代の種子を回収した．
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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
糖トランスポーターの制御候補因子である受容体様キナーゼ欠損変異体と相補ラインの糖に関する表現型解析は順調に進展している．タンパク質間相互作用解析と新奇活性制御因子の探索・同定に関しては，当初の計画に比べて進展が若干遅れているが，融合タンパク質発現のための条件検討と種子のリフレッシュは完了しており，次年度は研究が進むと想定している．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，まずin vitroとin vivoにおける糖トランスポーターと受容体様キナーゼの相互作用について，解析を進める．また受容体キナーゼによる糖トランスポーターのタンパク質リン酸化，糖輸送活性への影響について検証を行う．併せて，新奇活性制御因子の探索を進める．
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| Causes of Carryover |
本研究課題遂行に必要な実験器具（タンパク質解析関連）を追加で購入する必要性が生じたため，本年度に購入を予定していた人工気象器は購入せず，所属研究室既存のものを使用させて頂くこととなり，次年度への繰越予算が生じた．本繰越予算と2021年度予算を併せて，次年度は実験試薬の購入，旅費，謝金，英文校正費などへの支出を計画している．
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| Remarks |
ヘルシンキ大学 （フィンランド）招待講義
「CRK2 and C-terminal phosphorylation of NADPH oxidase RBOHD regulates ROS production in Arabidopsis」Doctoral programme course on Signal transduction in plants（オンライン開催）、2020年10月19日
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