植物の進化初期に派生した単一 LRR 受容体が制御する細胞内情報伝達の解明

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K06226
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 奥田 哲弘 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90727702)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 受容体 / シグナル伝達

Outline of Annual Research Achievements

植物は、独自の細胞膜受容体タンパク質を数多く持ち、外界からのシグナル分子を受容・応答する細胞内情報伝達機構を確立することで、生息環境へと適応してきた。高等植物は、主にLeucine-rich repeats (LRR)受容体ファミリーを用いて多様なシグナルを受容する。本研究では、単細胞紅藻シゾンがもつ、(1)単一LRR受容体のタンパク質機能と構造の解明、(2)受容体-リガンドが制御する細胞内情報伝達機構の解明、(3)シグナル伝達ダイナミクスの解明を目的とした。LRR受容体の立体構造解析・生化学的解析に向けたタンパク質の発現・精製方法の検討をおこない、昆虫培養細胞-バキュロウィルスを用いたタンパク質発現系を利用することで、タンパク質結晶化スクリーニング、タンパク質間相互作用解析に十分な品質のタンパク質を各ドメインについて得ることができた。また、カイコ幼虫-バキュロウィルスによるタンパク質発現を用いることで、昆虫培養細胞を用いては困難だったタンパク質を発現させることにも成功した。このことから、植物タンパク質研究においても、カイコ幼虫-バキュロウィルスを用いたタンパク質発現系は昆虫培養細胞発現系の代替手法として使用できることが示された。さらに、in vitroタンパク質間相互作用解析に向けて、Aviタグ融合タンパク質を用いることで分子間相互作用解析センサーチップに対するタンパク質固相化の条件最適化をおこなった。