2020 Fiscal Year Research-status Report
重力応答時の力学的最適化に働く細胞壁ホメオスタシス機構の解明
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20K05950
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
岩井 宏暁 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (30375430)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 細胞壁 / 重力 / マトリックス多糖類 / 細胞壁構造タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物が陸上に進出する時、重力に対抗して自らの体を支えられるため、植物は細胞壁を発達させることで解決して来た。このプロセスの中で、植物が自らの姿勢を正常に維持するための情報源として利用して来たのが「重力」である。申請者は現在までの成果として、ペクチン、ヘミセルロース、細胞壁構造タンパク質を改変したイネのライブラリーを作成しており、そこから重力屈性が変化したイネの同定を試みた。40種以上の細胞壁改変イネライブラリーから探索した結果、倒伏させた状態から回復する角度を調査した結果、β-キシロシダーゼ過剰発現イネで約46%、ガラクタナーゼ過剰発現イネで約11%高く、β-キシラナーゼ過剰発現イネでは約10%低いことが明らかとなった。また、アラビノフラノシダーゼ過剰発現イネでは、遅延は起こるが最終的に野生型と同じ角度に回復することが示された。特にキシランが減少し、セルロースが増加したラインでは重力屈性が向上しており、これは重力応答機能における「細胞壁ホメオスタシス」の存在を示唆するものである。また、新たにスレオニンハイドロキシリッチプロテイン（THRGP）のノックダウン株において、重力屈性に重要な機能を持つことが示唆された。現在、重力屈性に必須なオーキシンに対する応答機能を探索するため、種々の阻害剤を投与した時の、THRGPの屈曲部での動態について調査を行なっている。これまでの成果を発展させ、さらにスクリーニングを進めていくことで、有力な細胞壁マーカーが同定できることを期待している。
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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
細胞壁構造タンパク質を改変したイネのライブラリーから、重力に関連したものをスクリーニングすることに成功した。また、その中で新規性の高いスレオニンハイドロキシリッチプロテイン（THRGP）が、重力屈性に重要であることを示唆する結果を得た。今後、さらにこれらについて解析を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までに得られた重力応答関連の細胞壁について、改変イネを用いてその機能の解明を進めるとともに、さらなるスクリーニングを行う。本研究結果をもとに、早い段階で論文発表としてまとめる予定である。
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| Causes of Carryover |
投稿中の論文が、投稿先より良い評価はいただけたが、当該年度中に受理までには至らなかったため、投稿料および追加実験の費用として計上した。
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