2022 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 | 植物 / 受精 / AGP / AMOR / アラビノガラクタンタンパク質 / 植物糖鎖シグナリング / 糖鎖 |
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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。
これまでに、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を作出し、トレニアにおけるAMORの時空間的解析を行なった。今年度はAMORの普遍性を明らかにするために、他種植物におけるAMORの機能の解析を目指した。トレニアの近縁種であるウリクサにおいてAMORが花粉管に誘引物質への応答能付与に機能していることが明らかとなった。モデル植物シロイヌナズナにおいてAMORの活性に重要なグルクロン酸のメチル基がない変異体を作出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本年度は出産に伴う産休・育休を取得したため研究活動期間が6ヶ月未満しかなく、また育休復帰後も育児のため研究活動時間を十分に取ることができなかった。
AMORの普遍性を明らかにするために、トレニアの近縁種であるウリクサの花粉管に対するAMORの効果を検証した。In vitroにおいて花柱を通過し培地を伸長中の花粉管に対して、胚珠をマイクロマニピュレータで目の前に配置し、花粉管がその胚珠へと誘引するかどうかを計測した。その結果、ウリクサ花粉管は培地中にAMORを加えることで胚珠への誘引率が有意に上昇することが明らかとなった。AMORが他種の花粉管にも機能していることが初めて明らかとなった。
次に、シロイヌナズナにおいてグルクロン酸メチル基転移酵素を欠失した変異体を作製した。グルクロン酸のメチル基の有無は、AMORの活性が1000倍程度変化することがこれまでに明らかになっている。シロイヌナズナにおいてグルクロン酸メチル基転移酵素の遺伝子は2つこれまでに知られており、この二重変異体は根においてはグルクロン酸のメチル化が大きく低下することが明らかになっている。
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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。すでに作出したグルクロン酸メチル基転移酵素の二重変異体において、メチル基の有無を確認した後に、その表現型を詳細に解析する。さらに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についても同様に検証する。
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| Causes of Carryover |
出産に伴う産休、育休期間があり、研究活動時間が半減してしまった。そのため物品や旅費等の消費が大幅に減少したため。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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