2014 Fiscal Year Annual Research Report
ソース・シンク器官におけるアスコルビン酸プールサイズ制御機構の解明
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24380186
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
石川 孝博 島根大学, 生物資源科学部, 教授 (60285385)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丸田 隆典 島根大学, 生物資源科学部, 助教 (50607439) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | アスコルビン酸 / 生合成 / シロイヌナズナ / 相互作用タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は以下の項目に関して成果を得た。１）VTC2を介したシロイヌナズナ葉アスコルビン酸プールサイズの光制御機構の解明： GFPタグを付加したVTC2タンパク質を発現させたシロイヌナズナ培養細胞から、プルダウンおよびnanoLC-MS解析の結果、ジャスモン酸シグナル伝達に関連するタンパク質が相互作用タンパク質候補として単離された。また組換え体VTC2の解析から、VTC2はタンパク質レベルで非常に不安定であり、そのターンオーバーがアスコルビン酸のプールサイズ制御に関連している可能性が示唆された。さらにリン酸化修飾による候補部位を選抜し、アスパラギン酸置換によるフォスフォリラーゼ活性に及ぼす影響を検証した。２）アスコルビン酸プールサイズ制御に関わるリン酸化シグナル経路の解明：キナーゼ/フォスファターゼの両ドメインを有する新奇アスコルビン酸制御関連酵素VTC3について、その役割（シグナル伝達機構）解明のため酵母ツーハイブリッドシステムによる相互作用タンパク質をスクリーニングした。その結果、VTC2の場合とは対照的に約80の候補タンパク質が単離され、現在VTC2との相互作用の検証および候補遺伝子破壊株の表現型の検証を進めている。３）果実におけるガラクツロン酸経路の同定とアスコルビン酸プールサイズ制御機構の解明：今年度、シロイヌナズナで未同定のガラクツロン酸経路の鍵酵素となるアルドノラクトナーゼ相同遺伝子の機能解析を進めた結果、シロイヌナズナの候補遺伝子はアスコルビン酸生合成以外の別機能を持つことが明らかにとなった。トマト果実からのガラクツロン酸経路探索について、今年度は未成熟果実を成熟果実からRNA-Seq解析を試み、特異的に発現応答する代謝酵素について検討を進めた。
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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
研究全般に関しては今年度英国研究グループと共同でアスコルビン酸生合成経路の多様性に関して進化的な議論を行い論文が採択されるとともに、VTC2の光応答性に関してもプロモーター::LUC遺伝子導入植物によるVTC2の光応答性に関して知見を得、論文投稿中である。また論文の成果の他にも、VTC2に関してはタンパク質レベルの解析も予定通り進めている他、酵母ツーハイブリッド系によるVTC3相互作用タンパク質の探索によりいくつか興味深い候補タンパク質に焦点を絞って分子生理学的な解析が進行中である。しかし、トマト果実のアスコルビン酸生合成経路のラクトナーゼ遺伝子に関しては未同定であり、この点当初計画の達成が遅れている。以上の状況を総合的に判断して、おおむね順調であると自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
植物アスコルビン酸生合成調節の鍵酵素であるVTC2に関してはタンパク質レベルでの安定性に関する要因を明らかにすると同時に、VTC2遺伝子の光応答に関与するトランス因子を明らかにするため、VTC2プロモーター::LUC導入植物のEMS変異体プールからの探索を実施する。またVTC3に関しては前年度までに探索した相互タンパク質候補因子の解析を進め、リン酸化によるアスコルビン酸プールサイズ制御機構の解明を推進する。また問題となっているシンク器官のアスコルビン酸制御の鍵となるガラクツロン酸経路構成酵素遺伝子の同定に関しては、今年度トマト果実の包括的発現遺伝子解析を実施し、成熟段階に応じて発現変動する遺伝子群よりラクトナーゼおよびアルドケトレダクターゼモティーフを有する候補遺伝子から絞込みを進める計画である。
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[Journal Article] Transcriptional control of vitamin C defective 2 and tocopherol cyclase genes by light and plastid-derived signals: The partial involvement of GENOMES UNCOUPLED 1.2015
Author(s)
Tanaka, H., Maruta. T., Tamoi, M., Yabuta, Y., Yoshimura, K., Ishikawa, T., Shigeoka S.
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Journal Title
Plant Science
Volume: 231
Pages: 20-29
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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