2022 Fiscal Year Research-status Report
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21K05392
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
加藤 真理子 京都大学, 化学研究所, 助教 (90736646)
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2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | ホスホイノシチド / 脂質シグナル / 細胞膜 / 花粉 / 細胞極性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
花粉は発芽し花粉管を伸長することにより、花粉が内包する精細胞を卵細胞に送達する。このため花粉の発芽と伸長の過程は生殖に重要である。これに加え、この過程は種子が可食部となる穀類では収量に直結し、農産業における人工受粉の効率にも関わる。このことから、花粉の発芽と花粉管伸長の仕組みを理解することは、基礎および応用研究の観点から重要な課題といえる。花粉管の伸長と比べ、花粉の発芽に関わる分子機構は不明な点が多い。申請者は、ホスホイノシチドの一種であるホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸（以下PI(4,5)P2と記す）の代謝に関わる酵素をコードする遺伝子群を欠失したシロイヌナズナでは、花粉の発芽が不全となることを発見した。本研究では、このシロイヌナズナ変異体を詳細に調べることにより、花粉の発芽に関わる分子機構の解明を目指す。
本年度は、花粉におけるPI(4,5)P2の細胞内局在を観察した。その結果、野生型の花粉では、花粉が発芽する直前にPI(4,5)P2プローブが発芽予定位置の細胞膜に局在することが分かった。一方、シロイヌナズナ変異体の花粉では、PI(4,5)P2プローブに由来する蛍光が細胞質全体に広がった。このことから、花粉が発芽する予定位置の細胞膜ではPI(4,5)P2が蓄積し、それがない変異体花粉では発芽が不全となることが明らかとなった。次に、PI(4,5)P2を過剰に発現する形質転換シロイヌナズナを作製し、発芽への影響を調べた。その結果、PI(4,5)P2を過剰に発現する花粉では野生型の花粉よりも発芽が促進されることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の予定どおり形質転換シロイヌナズナを作製し、観察を実施することができた。また、ここまでの研究成果を学術論文にまとめ、現在投稿中である。以上の結果から、予想以上に進んでいると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はPI(4,5)P2がどのような分子メカニズムで花粉の発芽に関わるのかについて明らかにする。一点目は、PI(4,5)P2の下流で働くと考えられるタンパク質を同定する。すでに候補を３つ得ており、これらの細胞内局在を調べるためDNAコンストラクトの作製を始めている。これまで研究を進めていく中で蛍光観察が難しいことが何度かあったため、作製するDNAコンストラクトはそれぞれ３種類の異なるプロモーターを用いて準備する予定である。二点目は、花粉の発芽過程におけるPI(4,5)P2の局所的な蓄積はどのような仕組みで起こるのか、PI(4,5)P2代謝酵素の活性を制御する機構に着目して調べる。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染拡大の影響で、計画当初の予定にいくつか変更が生じた。輸入品のプラスチック製品には入手に時間がかかるものがあった。このため、大筋の実験計画に変更はないが、一部で実験が前後することとなった。また国際学会への参加と実験補助員を雇用する予定であったが、コロナ禍によりいずれも取りやめた。これらの理由から今年度使用額の一部を次年度に繰り越した。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] CFI 25 Subunit of Cleavage Factor I is Important for Maintaining the Diversity of 3' UTR Lengths in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh2022
Author(s)
Xiaojuan Zhang, Mika Nomoto, Marta Garcia-Leon, Naoki Takahashi, Mariko Kato, Kei Yura, Masaaki Umeda, Vicente Rubio, Yasuomi Tada, Tsuyoshi Furumoto, Takashi Aoyama, Tomohiko Tsuge
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Journal Title
Plant and Cell Physiology
Volume: 63
Pages: 369-383
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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