2021 Fiscal Year Research-status Report
Roles of nucleoli and AS2 /LOB family in plant development and differentiation
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21K06218
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
町田 千代子 中部大学, 応用生物学部, 特任教授 (70314060)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小島 晶子 中部大学, 応用生物学部, 准教授 (10340209)
町田 泰則 名古屋大学, 理学研究科, 名誉教授 (80175596)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | エピジェネティック制御 / 核小体 / 葉の発生分化 / AS2/LOB family / AS2/LOBドメイン / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シロイヌナズナの葉の表裏軸形成の鍵因子であるAS2は、約100アミノ酸からなる植物に固有のAS2/LOBドメインを持つAS2/LOB familyのメンバーである。近年、AS2/LOB familyのメンバーの研究が進み、発生分化や環境応答、植物ホルモン制御等の多様な機能との関連が報告され、遺伝子発現制御に関与することが示唆されているもののその分子機能は不明な点が多い。AS2/LOBドメインはzinc-finger motif（ZF-motif）、保存されたグリシンを含む領域（ICG-region）、 leucine-zipper like 配列（LZL-region）を持つ。AS2/LOBドメイン内のZF-motifはすべてのメンバーで保存され、DNA 結合活性を持つことが示されているが、一般的な転写因子とは異なる機能をもつと考えられる。また、最も研究が進んでいるAS2は、核小体周縁部内側に顆粒状に局在すること、AS2が関わる葉の表裏軸形成にはエピジェネティックな制御や核小体機能と密接な関連を持つ多くの因子が関わる事が明らかになっている。本研究では、第一に、AS2の4種の変異タンパク質についてAS2 body形成とAlphaScreenを用いたCGCCGC/GCGGCG配列への結合活性を調べた。その結果、ICG-region内のグリシンがグルタミン酸に置換した変異タンパク質はCGCCGC/GCGGCG配列との相互作用が認められた。一方、ZF-motif内の変異、ICG-regionの変異、C端側の変異を持つタンパク質いずれの場合も核質には検出されるがAS2 bodyは検出されなかった。AS2 bodyの形成には、単なるDNA結合だけではなくエピジェネティックな制御や核小体機能と密接な関連を持つ複数の因子が関わる可能性が考えられる。
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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
第一に、AS2/LOBドメインのアミノ酸配列の分子的機能を解明するために４種の変異体を用いて、CGCCGC/GCGGCG配列への結合活性とAS2 body形成を調べた。第二に、顆粒状のAS2 bodyの形成は、核小体形成と深い関連性があることを核小体タンパク質をコードする複数の遺伝子の変異体におけるAS2 body 形成を調べた。AS2 bodyの形成には核小体の構造と機能が正常に保たれている事が必要である事がわかった。これらの結果について論文準備中である。また、AS2/LOBファミリーのメンバーの顆粒形成と 45S rDNA リピートとの分子的関連性を調べている。申請書で提案した３つの実験について概ね結果が得られていることから、研究は、概ね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請書で提案した2021年度の３つの実験について概ね結果が得られていることから、研究は、概ね順調に進展していると言える。今後、AS2/LOBファミリーの共通した分子機能を調べるために、AS2のアミノ酸置換変異やAS2/LOBファミリーの他のメンバーについても、CGCCGC/GCGGCG配列への結合活性を調べる必要がある。また、AS2が45S rDNAと相互作用する可能性（Luo et al., 2020;Machida et al., 2022）が考えられる事から、45S rDNAとの相互作用とETTのCGCCGC/GCGGCG配列への結合との関連性について、今後明らかにする必要がある。基本的には、申請書で提案した実験を推進する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの感染拡大の影響により、参加を予定していた学会がWEBになり、旅費を繰り越す事になったため。
使用計画：出張可能となった場合には、学会参加と共同研究打ち合わせのために使用する。論文投稿の準備をしており、英文校閲のための謝金として使用する。
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