Artificial feedback technology to understand the genetic redundancy

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K19037
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 上田 実 東北大学, 理学研究科, 教授 (60265931)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: ジャスモン酸 / dn-iso-OPDA / ゼニゴケ / MpCOI1

Outline of Annual Research Achievements

ゼニゴケ(M. polymorpha)ではdinor-iso-12-oxo-phytodienoic acid (dn-iso-OPDA)が始原植物ホルモンとしてMpCOI1-MpJAZ共受容体に結合する一方、高等植物のジャスモン酸(JA)リガンドは結合しないことが近年報告された1。そこで我々はシロイヌナズナのCOI1をMpCOI1で置き換える、始原植物ホルモンを用いたジャスモン酸認識の先祖返り戦略を立案した。本戦略を用いると、MpCOI1は高等植物の内因性JAリガンドと結合しないことから、始原植物ホルモンの外部投与によって人為的にJA応答が制御できると期待される。また、JAリガンドのCOI1-JAZ受容体との結合様式として、COI1にJAリガンドが結合した後にJAZとのタンパク質間相互作用が誘導されると考えられている2。そこで、始原植物ホルモン受容体-リガンドであるMpCOI1-dn-iso-OPDAに対し、13種類存在するAtJAZの中でも原始的なJAZサブタイプがより選択的に結合するものと予想し、実際に結合活性を評価した。その結果、AtJAZ3/9により選択的な結合活性が示唆された。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

ゼニゴケ(M. polymorpha)の始原ホルモンdinor-iso-12-oxo-phytodienoic acid (dn-iso-OPDA)の合成的供給と、対応するキメラ受容体の準備が完了し、in vitro実験を早速検討できた。その結果、当初のもくろみ通り、原植物ホルモンは始原型ー高等植物型キメラ受容体MpCOI1-AtJAZにおいて、原始的なJAZサブタイプAtJAZ3/9に選択的な結合活性を示した。

Strategy for Future Research Activity

現在は、シロイヌナズナのCOI1をMpCOI1で置き換えた変異体植物を作製しており、完了次第、in plantaでの検討へ移行する。

Causes of Carryover

コロナの影響によって海外との共同研究が影響を受けたため