アクチン脱重合因子による新規核内DNA倍加制御機構の解析

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K06690
• Research Institution: Osaka Metropolitan University
• Principal Investigator: 稲田 のりこ 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 教授 (30432595)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 尾形 善之 大阪公立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (90446542)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 核内DNA倍加 / アクチン脱重合因子 / 植物成長

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者はこれまでに、シロイヌナズナのアクチン脱重合因子（ACTIN DEPOLYMERIZING FACTOR、ADF）の変異体で植物サイズが増大し核内DNA倍加が亢進することを見出した。本研究は、ADFを介した核内DNA倍加亢進の機構を解明することを目的として進めた。
研究初年度・二年度には、adf変異体の植物サイズ増大表現型の程度が環境によって変化し、LED型蛍光灯で育成させた場合には植物サイズの増大がほとんど見られないことを見出した。本研究のもととなった研究は、研究代表者の前所属において蛍光灯型培養槽を用いていたときに発見されたものだが、紫外線強度解析の結果、蛍光灯型はLED型よりも紫外線強度が高いことがわかった。
三年目の昨年度は、財団助成金の獲得により蛍光灯型培養槽を購入し、LED型培養槽と同様、光強度を様々に変更して育成を行い、植物サイズと核内DNA倍加への影響を解析した。その結果、蛍光灯型培養槽で比較的強い光強度で植物を生育させることによって、adf変異体の植物サイズが安定して増大し、また核内DNA倍加も亢進することを突き止めた。紫外線照射はDNAにダメージを与えるが、DNAへのダメージ蓄積は核内DNA倍加を亢進させる（Adachi et al., 2011 PNAS 108, 10004-10009）。DNAダメージを誘導する薬剤で植物を処理すると、adf変異体は野生型よりも感受性が高いことがわかった。この結果は、adf変異体では野生型よりもDNAダメージが蓄積しており、DNAダメージの蓄積により核内DNA倍加が亢進している、との仮説を裏付けるものである。今後は、DNAダメージ応答にADFが果たす役割について更に解析することにより、adf変異体において核内DNA倍加が亢進する仕組みを明らかにする。