2012 Fiscal Year Annual Research Report
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24380037
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石田 宏幸 東北大学, 大学院・農学研究科, 准教授 (60312625)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧野 周 東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (70181617)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | イネ / 葉緑体 / 栄養飢餓 / オートファジー / 老化 |
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| Research Abstract |
本研究は、イネのライフサイクルにおいて、細胞内タンパク質分解システム・オートファジーが果たす役割について明らかにすることを目的とし、その成果を基盤に米の生産性や品質のさらなる向上に向けた応用研究の展開を目指すものである。より具体的には、逆遺伝学的に同定したオートファジーに必須の遺伝子(autophagy-related gene ; ATG)を欠損するイネ変異体の一生、すなわち発芽、成長、生殖、登熟、の各段階における表現型とその要因について、生理・生化学および形態・細胞生物学の主に2つの方向からプロファイリングを行う。それらを手がかりにオートファジーがイネの作物としての重要形質にどのように寄与しているのかについて分子・細胞レベルで明らかにしていく。今年度は、イネのオートファジー遺伝子欠損(atg)変異体、Osatg7およびOsatg9が示す表現型の基礎的な解析を行った。その結果、これらのイネatg変異体はいずれも不稔であることが分かった。この結果は、life cycleを支障なく完結することができるシロイヌナズナのatg変異体とは明らかに異なっていた。またOsatg変異体の発芽から栄養成長過程における成育は、最適条件下においても野生体に比べ常に30%程度劣っていた。また窒素欠乏条件下での成育は、Osatg変異体の方が野生体よりも著しく劣っていた。表現型解析と並行して、オートファジーやRCB経路のin vivoでの可視化系の構築に必要な材料、具体的にはGFP-ATG8、RFP-ATG8、RBCS-GFP、及びRBCS-RFPを発現するイネの作出を進めた。
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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
当初の目的であった、イネのオートファジー欠損変異体が示す表現型について基礎的な知見が得られた。
また次年度に行う予定のRCBやオートファジーの可視化に用いる形質転換体の整備も順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
イネのオートファジー欠損変異体は不稔であることが判明した。このことはイネの登熟過程におけるオートファジーの役割について解析するためには、時期特異的な遺伝子発現抑制変異体の使用など工夫が必要であることを示しており、今後検討していく必要がある。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初の予定よりも特に物品費や人件費に余剰が生じた。理由としてはイネ形質転換体の作成を外部委託に変更したため、研究室で行う場合に必要となる物品や研究補助が不要となり、結果として全体にかかる経費が節約できた、と考えられる。未使用分については次年度の生理解析をより充実させるための物品費等で有効的に使用する計画である。
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