2021 Fiscal Year Research-status Report
植物の細胞間情報伝達を司る生理活性糖鎖AMORによる糖鎖シグナリングの解明
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21K15119
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
郡司 茜 (水上茜) 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (00778558)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 糖鎖 / AMOR / 糖鎖シグナリング / トレニア / アラビノガラクタンタンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞間コミュニケーションにおける情報因子として、糖鎖は防御応答、細胞増殖、そして細胞分化など数多くの過程に重要な役割をはたしている。植物の細胞壁に多量に含まれる糖鎖を介した細胞間シグナリングも、極めて重要と想定されてきたにも関わらず、これまでよく知られていなかった。このような中、我々は被子植物トレニアにおいて花粉管に胚のうからの誘引物質への応答能を付与する胚珠由来の因子AMORがアラビノガラクタン（AG）糖鎖であることを同定した。AG糖鎖は植物特有の糖タンパク質で細胞壁中に多量に存在するAGタンパク質の糖鎖部分である。有機化学合成を用いた解析から、AMORの活性中心がAG糖鎖の末端に存在するメチルグルクロノシルガラクトースであることを明らかにした。しかし、依然としてAMORの生合成経路や作用メカニズム、相手細胞での細胞内シグナリングなど、植物糖鎖シグナリングの本質ともいうべき多くのことが解明されていない。
本研究計画では、AMORの生理活性部位として同定したメチルグルクロノシルガラクトースに着目し、その糖鎖シグナリングを明らかにすることを目指した。
初年度においては、トレニアの花粉管においてAMORがどのようにして認識、伝達されるのかを明らかにすることを目指した。理研の萩原博士のグループの協力により、合成AMORを自在に改変することを可能になり、AMORの活性部位であるメチルグルクロノシルガラクトースのモノクローナル抗体の作製に成功した。この合成AMORのモノクローナル抗体を用いることで、雌しべの発生過程を通じたAMORシグナルの発生を時空間的に解析することができた。
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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
計画通り、樹立した合成AMORのモノクローナル抗体を用いてトレニアにおけるAMORシグナルの時空間的解析を行った。その結果、AMORシグナルは雌しべの発生時期特異的に胚のう近傍の胚珠組織で強く発現することが示唆された。この時検出されたAMORシグナルの強さとAMOR活性の高さは相関することも示された。これにより、植物の細胞、組織、個体内におけるAMORシグナルの発生を時空間的に可視化することが可能になった
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| Strategy for Future Research Activity |
シロイヌナズナの花粉管に対するAMORの普遍性を明らかにする。メチルグルクロノシルガラクトースを始めとする各種糖鎖の変異体、AG糖鎖の大部分を欠く突然変異体に対してAMORの添加実験などを行う。また、合成AMORのモノクローナル抗体を用いて、シロイヌナズナ胚珠におけるAMORの時空間分布を解析する。
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| Causes of Carryover |
マイクロマニピュレーターの購入を予定していたが、所属研究室の機器移設に伴ってその計画が変更となったため。翌年度では合算して糖鎖マイクロアレイ費用や免疫染色のための機器を整備する予定である。
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