2014 Fiscal Year Annual Research Report

バラ科の異なる自家不和合性機構の比較解析～多因子非自己認識型と単因子自己認識型

Research Project

Project/Area Number	24380004
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	佐々英徳千葉大学, 園芸学研究科, 准教授 (50295507)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	牛島幸一郎岡山大学, 環境生命科学研究科, 助教 (20379720)
Project Period (FY)	2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords	バラ科 / 自家不和合性 / 花粉 / 雌ずい / F-box / S-RNase
Outline of Annual Research Achievements	自家不和合性は、雌ずい側因子がS-RNaseであるRNase型が最も進化的起源が古く、様々な分類群に広く分布しているとされている。しかし最近、RNase型自家不和合性には、ペチュニア（ナス科）のように複数の花粉側因子が非自己のS-RNaseを認識する「多因子非自己認識型」と、サクラ連（バラ科）のように単一の花粉側因子が自己S-RNaseを認識する「単因子自己認識型」の2タイプが存在することが明らかになった。興味深いことに我々は、サクラ連と同様バラ科に属するナシ連（ナシ、リンゴ）の自家不和合性は、むしろナス科と同じ「多因子非自己認識型」であることを見出した（KakuiらPlant J（2011））。本研究では、バラ科における「多因子非自己認識型」と「単因子自己認識型」の異同の分子基盤と、これらの2タイプの進化的関係を解明する。リンゴ花粉で発現するSBP1ホモログ（MdSBP1）、SSK1ホモログ（MdSSK1）、とリンゴ自家不和合性花粉側因子候補MdSFBB1-S9のタンパク質間相互作用を確認しているが、S遺伝子座に多数存在する他のSFBBについては相互作用の有無は不明であった。未解析のSFBB5-S9についてプルダウンアッセイによってタンパク質間相互作用を解析したところ、MdSSK1とは相互作用するものの、MdSBP1との明確な相互作用は認められない結果となった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 複数のリンゴ自家不和合性花粉側因子候補SFBBの組み換えタンパク質がSSK1と相互作用することを示すことができた。これは、リンゴの自家不和合性が予想された通り「多因子非自己認識型」であることを示唆する重要な成果である。また、MdSBP1よりもMdSSK1を含む複合体が主要な役割を果たしているとしたこれまでの研究とも一致する結果となった。一方、S-RNaseの組換えタンパク質発現系の構築は画期的な解決法を見出すには至っておらず、期待される花粉側因子SFBBと雌ずい側因子S-RNaseのタンパク質間相互作用解析が行える状況になく、さらなる検討が必要である。
Strategy for Future Research Activity	正常な立体構造をもった花粉側因子SFBBと雌ずい側因子S-RNaseの組換タンパク質発現系を構築し、SFBBとS-RNaseの間の生物学的に意味のあるタンパク質間相互作用を検出する必要がある。
Causes of Carryover	関連分野の進捗を鑑み、二次元蛍光ディファレンシャル電気泳動（2D-DIGE）については計画を一部見直し装置の導入を見送り、個別のタンパク質の相互作用解析系の構築に重点を置くこととしたため。
Expenditure Plan for Carryover Budget	消耗品に重点的に使用するとともに、日進月歩の解析技術の発達を考慮して2D-DIGE以外の設備備品や受託解析費で使用する予定である。