2012 Fiscal Year Research-status Report
小胞輸送を介したフラボノイドの細胞外分泌システムの立証
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23657028
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中山 亨 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80268523)
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| Keywords | 国際情報交換 |
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| Research Abstract |
小胞輸送を介したフラボノイドの細胞外分泌システムに関する基礎的知見を得るため，ダイズ実生を用い，イソフラボンの根の細胞外分泌に関わると推定されるβ-グルコシダーゼ（GmICHG）の転写解析を行い，同遺伝子の発現レベルがさまざまな環境変化に対してどのように応答するかを調べた．非生物的な環境刺激として，「硝酸態窒素の投与」を，また生物的な環境刺激として「病原性糸状菌の感染」を取り上げた．これらの環境刺激は，従来から，イソフラボンの細胞外分泌に影響を与える可能性があると考えられて来たものである．GmICHGはもともと子葉ではほとんど発現しておらず，感染によってさらに抑制されることがわかった．子葉における微生物感染に際し，修飾体の分解が子葉で観察されるが，GmICHGはそれに寄与していないことが強く示唆された．GmICHGはもともと側根で環境刺激とは無関係に構成的に強く発現しており，根における根粒菌との相互作用や病原菌感染に備えていることが伺われ，そのはたらきは誘導的でなく構成的であると考えられた．一方主根では，基底状態での発現レベルは低いものの，遠隔部位（すなわち子葉）における障害や糸状菌感染に対して，ロングレンジで応答してup-regulateされることがわかった．これに伴って主根中のイソフラボン修飾体の含量も一過的に減少することも明らかとなり，GmICHGの全身性障害応答や全身性獲得抵抗性への関与が示唆された．子葉での感染を検知して，主根の貯蔵フラボノイドをアグリコンに変換してこれを長距離輸送で子葉（感染部位）に運ぶメカニズムの存在が示唆された．このメカニズムでは，液胞中のフラボノイドが細胞外に分泌される必要があり，小胞輸送を介したフラボノイドの細胞外分泌システムの解析対象として，今回観察された系を検討することが有望であることが示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
GmICHGの発現レベルがストレス（窒素源の投与，糸状菌感染，根粒菌感染）にまったく影響しない等，当初の計画からは予想できない結果が得られた．そのため，小胞輸送を介したフラボノイドの細胞外分泌の刺激となるストレスの再探索を必要とするなど，研究計画の軌道修正が必要となった．
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| Strategy for Future Research Activity |
小胞輸送を介したフラボノイドの細胞外分泌の刺激となるストレスの再探索を完遂させ，ダイズの培養細胞系を樹立して，蛍光顕微鏡観察等によって小胞輸送を直接的に観察する方法を模索する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
修正後の計画の実施に必要な物品の調達に長時間を要したため，研究の進捗に遅延が生じている．なお，次年度における未使用額の使途内容は，すべて消耗品（化学試薬および理化学消耗品）となる．
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[Journal Article] Purification, Gene Cloning, and Biochemical Characterization of a β-Glucosidase Capable of Hydrolyzing Sesaminol Triglucoside from Paenibacillus sp. KB05492013
Author(s)
Nair, A., Kuwahara, A., Nagase, A., Yamaguchi, H., Yamazaki, T., Hosoya, M., Omura, A., Kiyomoto, K., Yamaguchi, M., Shimoyama, T., Takahashi, S., Nakayama, T
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 8
Pages: e60538
DOI
Peer Reviewed
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