2021 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on the molecular mechanisms and evolution of the generation and transmission of action potential in plants
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21H04978
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
長谷部 光泰 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 教授 (40237996)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀬上 紹嗣 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 助教 (00765935)
真野 弘明 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 特任助教 (80376558)
豊田 正嗣 埼玉大学, 研究機構, 准教授 (90714402)
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| Project Period (FY) |
2021-05-18 – 2028-03-31
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| Keywords | 活動電位 / カルシウムイオンシグナル / 食虫植物 / オジギソウ / モウセンゴケ / ハエトリソウ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1）形質転換実験体制の確立：すべての種について、1週間に1遺伝子(年間約40 遺伝子)の形質転換ができるような形質転換パイプラインを確立した。
2）センサーラインの作成：モウセンゴケのカルシウムイオンセンサータンパク質R-GECO発現株を作出した。触毛先端への接触刺激、触毛切断による障害刺激で異なった速度と伝播経路のカルシウムイオン波が誘導されることを発見した。触毛運動に関わる可能性があるオーキシンの局在検出のため、DR5v2:GUS、R2D2を導入した形質転換株を作出開始した。細胞内pHを調べるため、pHRed、pHusion、pH-lemonを発現させる形質転換株を作成開始した。
ハエトリソウについても、pHRedとGCaMP6fを同時発現させるコンストラクトの導入、オーキシンとpHセンサーの形質転換実験を開始した。
3）チャネルロドプシンを用いた実験系の構築：モウセンゴケ、ハエトリソウにおいて、カルシウムイオン等の陽イオン透過チャネルとしてC1V1とXXM、塩化物イオンなどの陰イオン透過チャネルとしてACR1をモウセンゴケに導入する形質転換実験を開始した。
4）活動電位発生伝搬関連因子候補の探索：［オジギソウ］ASLOB機能喪失体と野生型との比較トランスクリプトーム解析からASLOBによって転写制御される因子を探索し、ROSシグナルに関わる因子など、活動電位発生伝搬関連因子を特定した。［ハエトリソウ］従来の研究から、ハエトリソウの感覚毛で高発現することが報告されている７イオン透過チャネル遺伝子の遺伝子破壊用コンストラクト作成を開始した。精度の高いゲノム配列を得るため、Sequel IIeシステムによりリシーケンスを開始した。［モウセンゴケ］比較トランスクリプトーム、単一細胞トランスクリプトームを行い、候補遺伝子の探索を開始した。
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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
当初の想定に反し、チャネルロドプシンがモウセンゴケで細胞膜に局在しないことがわかり、プロモーター配列を改変して発現量を調節するなどの実験を行っている。それ以外の実験は想定通りに進行した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画に加え、ハエトリソウよりも細胞レベルで研究がしやすいムジナモを用いる可能性を模索して、形質転換実験系の確立に取り組んだが、うまくいかなかったので、当初計画どおりにモウセンゴケ、ハエトリソウ、オジギソウの３種に絞って、予定どおり研究を進める。
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