2020 Fiscal Year Research-status Report
ユビキチンシグナルによる膜交通制御を介した植物の病原体抵抗性強化機構
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20K05949
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐藤 長緒 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (50609724)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ユビキチンシグナル / 膜交通 / 環境ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，植物の病原体ストレス抵抗性に着目し，その優れた環境適応能力を支える細胞内膜交通系の分子実態と制御機構について明らかにする。膜交通系は，細胞膜上の環境シグナル受容体・伝達因子や輸送体の機能制御に重要な役割を果たす。病原体抵抗性においては，細胞壁の強化が重要であり，膜交通系はその一翼を担っている。本研究では特に，膜局在型ユビキチンリガーゼによる膜交通因子の機能制御に注目，ユビキチンシグナルの果たす役割について，新たな視点で解析を実施する。主に，下記3研究課題に関する詳細な解析を効率的に実施する。
1．病原体ストレスに応じたユビキチンリガーゼ活性の変動制御機構の解析
2. 細胞壁成分の輸送に関わる構成因子と積荷の解析
3. 鍵因子機能改変株を用いた病原体抵抗性解析
当該年度は，膜局在型ユビキチンリガーゼの細胞内局在性について解析を行い，より詳しいデータが得られた。本ユビキチンリガーゼが細胞膜および内膜系に局在しており，各種オルガネラマーカーとの共局在性について検出した。また，当該膜交通因子のユビキチン化についても，環境ストレスに応答した挙動が明らかになった。ユビキチン鎖は，その形成過程によって異なる構造を有し，複数の細胞内シグナルとして機能することが分かっている。本研究から，当該膜交通因子には主にK63型ユビキチン鎖が付加されることが分かった。また，ユビキチン化部位に関する情報も得られており，今後より詳しい機能解析を行いたい。
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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
本研究課題を構成する各実験課題に関して，いずれも当初予定していた進捗が見られた。
特に，膜交通制御因子のユビキチン化に関しては病原体ストレス応答時の挙動を検出した。また，当該因子のユビキチン化部位についても重要な情報が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当該膜交通因子のユビキチン化の生化学的および生理学的意義に関して詳しい解析を行っていく。特に，これまで明らかになったユビキチン化部位の変異型タンパク質を発現する形質転換体を用いた生理学的解析を進める必要がある。
さらに，この膜交通因子を中心として膜交通制御複合体についても，その分子実態を機能について詳しい解析を行う。
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| Causes of Carryover |
COVID-19感染拡大の影響で植物サンプルの調製等に影響が生じたため、次年度へ繰り越した。既に実験は再開しており、次年度4月以降の解析に合わせて試薬購入等で使用す
る。
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